電解電容的測量方法

1、萬用表檢測電容器萬用表-檢測電容器電容器是一種最為常用的電子元件。電容器的外形及電路符號如圖所示。      電容器的通用文字符號為“C”。電容器主要由金屬電極、介質層和電極引線組成，兩電極是相互絕緣的。因此，它具有“隔直流通交流”的基本性能。 用數(shù)字萬用表檢測電容器，可按以下方法進行。      一、用電容檔直接檢測某些數(shù)字萬用表具有測量電容的功能，其量程分為2000p、20n、200n、2和20五檔。測量時可將已放電的電容兩引腳直接插入表板上的Cx插孔，選取適當?shù)牧砍毯缶涂勺x取顯示數(shù)據(jù)。20

2、00p檔，宜于測量小于2000pF的電容；20n檔，宜于測量2000pF至20nF之間的電容；200n檔，宜于測量20nF至200nF之間的電容；2檔，宜于測量200nF至2F之間的電容；20檔，宜于測量2F至20F之間的電容。經(jīng)驗證明，有些型號的數(shù)字萬用表（例如DT890B）在測量50pF以下的小容量電容器時誤差較大，測量20pF以下電容幾乎沒有參考價值。此時可采用串聯(lián)法測量小值電容。方法是：先找一只220pF左右的電容，用數(shù)字萬用表測出其實際容量C1,然后把待測小電容與之并聯(lián)測出其總容量C2，則兩者之差（C1C2）即是待測小電容的容量。用此法測量120pF的小容量電容很準確。二、用電阻檔檢

3、測實踐證明，利用數(shù)字萬用表也可觀察電容器的充電過程，這實際上是以離散的數(shù)字量反映充電電壓的變化情況。設數(shù)字萬用表的測量速率為n次/秒，則在觀察電容器的充電過程中，每秒鐘即可看到n個彼此獨立且依次增大的讀數(shù)。根據(jù)數(shù)字萬用表的這一顯示特點，可以檢測電容器的好壞和估測電容量的大小。下面介紹的是使用數(shù)字萬用表電阻檔檢測電容器的方法，對于未設置電容檔的儀表很有實用價值。此方法適用于測量0.1F幾千微法的大容量電容器。1 測量操作方法如圖5-11（a）所示，將數(shù)字萬用表撥至合適的電阻檔，紅表筆和黑表筆分別接觸被測電容器Cx的兩極，這時顯示值將從“000”開始逐漸增加，直至顯示溢出符號“1”。若始終顯示“0

4、00”，說明電容器內(nèi)部短路；若始終顯示溢出，則可能時電容器內(nèi)部極間開路，也可能時所選擇的電阻檔不合適。檢查電解電容器時需要注意，紅表筆（帶正電）接電容器正極，黑表筆接電容器負極。2 測量原理用電阻檔測量電容器的測量原理如圖5-11（b）所示。測量時，正電源經(jīng)過標準電阻R0向被測電容器Cx充電，剛開始充電的瞬間，因為Vc 0，所以顯示“000”。隨著Vc 逐漸升高，顯示值隨之增大。當Vc 2VR 時，儀表開始顯示溢出符號“1”。充電時間t為顯示值從“000”變化到溢出所需要的時間，該段時間間隔可用石英表測出。3 使用DT830型數(shù)字萬用表估測電容量的實測數(shù)據(jù)使用DT830型數(shù)字萬用表估測0.1F

5、幾千微法電容器的電容量時，可按照表5-1選擇電阻檔，表中給出了可測電容的范圍及相對應的充電時間。表中所列數(shù)據(jù)對于其他型號的數(shù)字萬用表也有參考價值。選擇電阻檔量程的原則是：當電容量較小時宜選用高阻檔，而電容量較大時應選用低阻檔。若用高阻檔估測大容量電容器，由于充電過程很緩慢，測量時間將持續(xù)很久；若用低阻檔檢查小容量電容器，由于充電時間極短，儀表會一直顯示溢出，看不到變化過程。三、用電壓檔檢測用數(shù)字萬用表直流電壓檔檢測電容器，實際上是一種間接測量法，此法可測量220pF1F的小容量電容器，并且能精確測出電容器漏電流的大小。1 測量方法及原理測量電路如圖5-12所示，E為外接的1.5V干電池。將數(shù)字

6、萬用表撥到直流2V檔，紅表筆接被測電容Cx的一個電極，黑表筆接電池負極。 2V檔的輸入電阻RIN10M。接通電源后，電池E經(jīng)過RIN向Cx充電，開始建立電壓Vc。Vc與充電時間t的關系式為       在這里，由于RIN兩端的電壓就是儀表輸入電壓VIN，所以RIN實際上還具有取樣電阻的作用。很顯然，VIN（t）EVc（t）Eexp（t/RINCx） （5-2）圖5-13是輸入電壓VIN(t)與被測電容上的充電電壓Vc（t）的變化曲線。由圖可見，VIN（t）與Vc（t）的變化過程正好相反。VIN（t）的變化曲線隨時間的增加而降低，而Vc

7、（t）則隨時間的增加而升高。儀表所顯示的雖然是VIN-（t）的變化過程，但卻間接地反映了被測電容器Cx的充電過程。測試時，如果Cx開路（無容量），顯示值就總是“000”，如果Cx內(nèi)部短路，顯示值就總是電池電壓E，均不隨時間改變。式（5-2）表明，剛接通電路時，t0，VIN=E，數(shù)字萬用表最初顯示值即為電池電壓，爾后隨著Vc（t）的升高，VIN（t）逐漸降低，直到VIN0V，Cx充電過程結束，此時 使用數(shù)字萬用表電壓檔檢測電容器，不但能檢查220pF1F的小容量電容器，還能同時測出電容器漏電流的大小。設被測量電容器的漏電流為ID，儀表最后顯示的穩(wěn)定值為VD（單位是V），則2實例舉例例一：被測電容

8、為一只1F/160V的固定電容器，使用DT830型數(shù)字萬用表的2VDC檔（RIN10M）。按圖5-12連接好電路。最初，儀表顯示1.543V，然后顯示值慢慢減小，大約經(jīng)過2min左右，顯示值穩(wěn)定在0.003V。據(jù)此求出被測電容器的漏電流被測電容器的漏電流僅為0.3nA，說明質量良好。例二：被測電容器為一只0.022F/63V滌綸電容，測量方法同例一。由于該電容的容量較小，測量時，VIN（t）下降很快，大約經(jīng)過3秒，顯示值就降低到0.002V。將此值代入式（5-3），算出漏電流為0.2nA。3 注意事項（1） 測量之前應把電容器兩引腳短路，進行放電，否則可能觀察不到讀數(shù)的變化過程。（2） 在測量

9、過程中兩手不得碰觸電容電極，以免儀表跳數(shù)。（3） 測量過程中，VIN（t）的值是呈指數(shù)規(guī)律變化的，開始時下降很快，隨著時間的延長，下降速度會越來越緩慢。當被測電容器Cx的容量小于幾千皮法時，由于VIN（t）一開始下降太快，而儀表的測量速率較低，來不及反映最初的電壓值，因而儀表最初的顯示值要低于電池電壓E。（4） 當被測電容器Cx大于1F時，為了縮短測量時間，可采用電阻檔進行測量。但當被測電容器的容量小于200pF時，由于讀數(shù)的變化很短暫，所以很難觀察得到充電過程。一、用蜂鳴器檔檢測利用數(shù)字萬用表的蜂鳴器檔，可以快速檢查電解電容器的質量好壞。測量方法如圖5-14所示。將數(shù)字萬用表撥至蜂鳴器檔，用

10、兩支表筆分別與被測電容器Cx的兩個引腳接觸，應能聽到一陣短促的蜂鳴聲，隨即聲音停止，同時顯示溢出符號“1”。接著，再將兩支表筆對調(diào)測量一次，蜂鳴器應再發(fā)聲，最終顯示溢出符號“1”，此種情況說明被測電解電容基本正常。此時，可再撥至20M或200M高阻檔測量一下電容器的漏電阻，即可判斷其好壞。上述測量過程的原理是：測試剛開始時，儀表對Cx的充電電流較大，相當于通路，所以蜂鳴器發(fā)聲。隨著電容器兩端電壓不斷升高，充電電流迅速減小，最后使蜂鳴器停止發(fā)聲。測試時，如果蜂鳴器一直發(fā)聲，說明電解電容器內(nèi)部已經(jīng)短路；若反復對調(diào)表筆測量，蜂鳴器始終不響，儀表總是顯示為“1”，則說明被測電容器內(nèi)部斷路或容量消失。二

11、、用數(shù)字萬用表測量大于20F的電容常見的數(shù)字萬用表，其電容檔的測量值最大為20F，有時不能滿足測量要求。為此，可采用下述簡單的方法，用數(shù)字萬用表的電容檔測量大于20F的電容，最大可測量幾千微法的電容。采用此法測量大容量電容時，無需對數(shù)字萬用表原電路做任何改動。此方法的測量原理是以兩只電容串聯(lián)公式C串C1C2/(C1+C2)為基礎的。由于容量大小不同的兩只電容串聯(lián)后，其串聯(lián)后的總容量要小于容量小的那只電容的容量，因此，如果待測電容的容量超過了20F，則只要用一只容量小于20F的電容與之串聯(lián)，就可以直接在數(shù)字萬用表上測量了。根據(jù)兩只電容串聯(lián)公式，很容易推導出C1C2C串/(C2-C串)，利用此公式即可算出被測電容的容量值。下面舉一測試實例，說明運用此公式的具體方法。被測元件是一只電解電容器，其標稱容量為220F，設其為C1。選取一只標稱值為10F的電解電容作為C2，選用數(shù)字萬用表20F電容檔測出此電容的實際值為9.5F，將這兩只電容串聯(lián)后，測出C串為9.09F。將C29.5F、C串9.09F代入公式，則C1C2C串/(C2-C串)9.5 9.09/(9.5-9.09)211(F)注意，無論C2的容量選取為多少，都要在小于20F的