Методы измерения емкости конденсатора: Измерение емкости | Испытания силовых конденсаторных установок | Архивы

Содержание

ТОЧНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

Сейчас практически каждый универсальный мультиметр имеет возможность измерения емкости конденсаторов. Это особенно полезно, когда имеем дело с конденсаторами, маркировка которых нечитаема или отсутствует. В этом случае достаточно измерения с точностью до нескольких процентов, потому что во-первых, сами конденсаторы не так точны, а во-вторых, для устройств этого хватает. Но иногда необходимо знать точное значение емкости конденсатора. Ведь прецизионные конденсаторы труднодоступны и довольно дороги. Поэтому просто берем упаковку одинаковых и подбираем подходящий. Так как точно измеряется емкость конденсатора? Есть несколько способов сделать это.

Метод 1: мост Вина

Это один из первых методов точного измерения емкости, изобретенный Максом Вином в 1891 году. С помощью моста Вина можно точно измерить как емкость, так и сопротивление. А после преобразования в мост Максвелла еще и индуктивность. Все аналоговые мосты RLC основаны на принципе этой схемы.

Вход Uwe подключен к генератору синусоидальной волны с фиксированной или регулируемой частотой. К Uwy подключен вольтметр. Rx и Cx — искомые сопротивление и емкость. R3 и C2 известны и постоянны. R2 и R4 — потенциометры, снабженные шкалами, с которых считываются значения Rx и Cx. Эти потенциометры регулируются до тех пор, пока мост не будет сбалансирован и вольтметр не покажет ноль. Тогда удовлетворяются две зависимости:

     

Точность измерения зависит от стабильности генератора питающего мост, и знания номинала резисторов и емкости C2. Используя известные значения Rx и Cx, его можно откалибровать.

Метод 2: измерение частоты LC-генератора

В схеме использован простой LC-генератор с компаратором. В резонансном контуре работают известная емкость и известная индуктивность. Дополнительная, подключаемая к реле, позволяет рассчитать точные значения L и C используемых компонентов. Во время измерения добавленная внешняя емкость или индуктивность изменяет частоту колебаний генератора и это изменение позволяет рассчитать измеренное значение.

Эта схема существует в нескольких вариантах, часто с использованием встроенных в микроконтроллер компараторов. Точность расчетов в исходной версии — 0,1%. Точность калибровки зависит от точности калибровочного конденсатора.

Метод 3: измерение ёмкости с помощью CTMU

CTMU или блок измерения времени зарядки — это модуль имеющийся во многих микроконтроллерах PIC, предназначенный в основном для управления клавиатурами и сенсорными интерфейсами. Модуль также позволяет точно измерять емкость, измеряя напряжение на тестируемом конденсаторе, питаемом от источника тока в течение определенного периода времени. В основе работы системы лежит формула заряда:

Поскольку нам известны ток I и время t, и можем измерить напряжение V, то чтоб вычислить значение C. Метод работы показан на рисунке ниже из документации к AN1375. Тут видно, как откалибровать и измерить емкость.

Предпосылками для точного измерения абсолютного значения емкости являются точная калибровка источника тока, относительно точный таймер микроконтроллера и хороший источник опорного сигнала для АЦП. Источник тока можно легко откалибровать — просто подсоедините внешний точный резистор и измерьте приложенное к нему напряжение. Кстати, прецизионные резисторы найти легче, чем прецизионные конденсаторы.

Но прямое измерение емкости имеет еще один недостаток — вся схема нагружена различными паразитными емкостями. Поэтому рекомендуется постоянно подключать конденсатор параллельно измерительному входу, проводить измерения и использовать это значение как «ноль».

Последовательность шагов:

  1. Сформировать и откалибровать источник тока, используя вход ANx и резистор.
  2. Переключение на вход ANy и разряд емкости контура.
  3. Таймер запускает текущую операцию источника, измеряет заданное время и останавливает источник. АЦП выполняет измерение.
  4. Подключается внешний конденсатор, шаги второй и третий повторяются.
  5. Если значение АЦП близко к нулю, повторим все измерение с более высоким током или более длительным временем. Когда значение близко к максимальному значению, время измерения сокращается.
  6. Результаты обоих измерений конвертируются в значения пикофарад.
  7. Результат первого измерения вычитается из результата второго, чтобы вычесть паразитные емкости схемы.
  8. Результат форматируется и отображается на дисплее.

Источник тока CTMU имеет четыре возможных значения: 0,55 мкА, 5,5 мкА, 55 мкА и 550 мкА и регулируется в диапазоне 0,341 мкА для основного диапазона с шагом 0,011 мкА. Для измерения большой емкости потребуется увеличенное время зарядки источника, но такой измеритель должен иметь приличную точность 0,1% и диапазон измерения от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. При измерении больших емкостей может потребоваться добавить внешний транзистор для разряда емкости, поскольку внутренний транзистор может не выдержать больших токов.

Метод 4: измерение ёмкости с помощью внешнего источника тока

Для этого метода требуются три PNP-транзистора, согласованные по Vbe и усилению, соединенные вместе для термостатики, и несколько резисторов с точностью 0,1%. Посмотрим на схему:

Резисторы R1-R3 и транзисторы Q1-Q3 образуют токовое зеркало. Резисторы R4 — R8 подключены к цифровым выходам микроконтроллера. Установив низкое состояние на одном из них, в то время как остальные находятся в состоянии высокого сопротивления, можно выбрать одно из пяти значений тока: 1 мкА, 10 мкА, 100 мкА, 1 мА и 10 мА. В свою очередь, установка низкого состояния на одном из выходов, подключенных к R9, R10 или R11, позволяет измерять ток, генерируемый источником, путем измерения напряжения на соответствующем резисторе.

Q4 и R12 используются для разряда емкости между измерениями. Измерение точно такое же, как и для метода CTMU. Подбираем зарядный ток, замеряем заданное время, останавливаем ток, измеряем напряжение на конденсаторе. При необходимости меняем время зарядки или ток зарядки.

Измерения этим методом ограничиваются только разрешающей способностью АЦП, стабильностью опорного напряжения и точностью резисторов. Подключив мультиметр вместо Cx, можно предварительно откалибровать все диапазоны. Большинство недорогих мультиметров имеют довольно точные диапазоны тока, хотя измерение напряжения на резисторах R9-R11 может быть более точным.

Метод 5: измерение ёмкости с помощью модуля CVD

Модуль CVD, емкостной делитель напряжения, можно найти в некоторых микроконтроллерах PIC. Это еще одна идея Microchip для создания сенсорных клавиатур, например в семействе PIC18FQ41.

Интересно, что измерение с помощью этого метода может выполняться без этого модуля, манипулируя битами конфигурации порта микроконтроллера и его модуля АЦП, соответственно.

Предположим, имеется конденсатор емкостью 1 нФ, заряженный напряжением 5 В. Подключим к нему второй конденсатор емкостью 1 нФ. Какое напряжение будет у обоих? Правильный ответ — 2,5 В. Теперь возьмем два других конденсатора: 10 нФ и 22 нФ. Первый заряжен на 5 В, второй замкнут на массу. Затем соединяем их обоих вместе. Какое будет напряжение? 1,5625 В. Теперь зарядим второй конденсатор до 5 В, разрядим первый и подключим два. Какое будет напряжение? 3,4375 В. Модуль CVD выполняет именно это измерение, при этом конденсатор выборки АЦП (плюс дополнительно подключенные емкости внутри микроконтроллера) действует как первый конденсатор, а все что подключено к выводу АЦП, на котором выполняется измерение, как конденсатор 2.

Модуль CVD сначала автоматически загружает внутреннюю емкость, подключает внешнюю емкость и измеряет ее, затем разряжает внутреннюю емкость, заряжает внешнюю емкость и выполняет второе измерение. Результаты автоматически вычитаются друг из друга, а полученное значение сравнивается с заданным пороговым значением — таким образом, модуль в основном используется для управления сенсорными кнопками, но вы также можете измерить значение присоединенной внешней емкости как изменение в дифференциальное напряжение. Но тут измерение будет менее точным, чем измерение CTMU.

Метод 6: измерение ёмкости RC-генератором

Этот метод частично относится к методу номер 2. Основа — RC-генератор, у которого значение R ровно 10 кОм. RC-генератор настроен на непрерывную работу и генерирует сигнал в диапазоне 1 / 3–2 / 3 напряжения питания. Схема всего прибора выглядит так:

Основа — PIC16F628 (A) с кварцем 16 МГц, что означает внутренний таймер имеет частоту 4 МГц. Во время измерения модуль Capture / Compare / PWM (CCP1) подсчитывает значения модуля Timer1 для каждого переднего фронта сигнала от компаратора. Программа подсчитывает и суммирует значения таймера и количество подсчитанных передних фронтов, пока не наберет значение более 2 миллионов отсчетов, то есть >0,5 секунды. Этот результат увеличивается в тысячу раз, а затем делится на количество измеренных наклонов. Результат преобразуется и отображается как значение емкости в пико-, нано- или микрофарадах: Диапазоны 0,00-18000,00 пФ; 18,000-999,000 нФ; 1,0000-50,0000 мкФ. Разрешение измерений намного выше, чем у других любительских решений. По тестам точность измерения лучше 0,2%. В схеме есть возможность сброса и режим относительного измерения для сравнения конденсаторов. Так что методов измерения ёмкости есть несколько — просто выбираем самый подходящий для своих целей и собираем С-метр.

   Форум

   Форум по обсуждению материала ТОЧНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА

Измерение емкости — Энциклопедия по машиностроению XXL

Измерение емкости электрода переменным током  [c.166]

Схема компенсационной установки для измерения емкости двойного электрического слоя изображена на рис. 117. Метод состоит в сообщении поверхности металла и раствору некоторых малых количеств электричества AQ и —AQ и вычислении изменения потенциала электрода АУ и емкости. Чтобы электричество не тратилось на электрохимические реакции, при работе используется переменный ток высокой частоты.  [c.166]


Из этого выражения вытекает, что измерение емкости С( времени i и напряжений и и Ц следует выполнять с минимальной погрешностью. Кроме того, сопротивление изоляции конденсатора и электрометра должно быть весьма высоким. Если напряжение и = 1000 В, / = 300 с, /п = 0,1 В и Со = 30 пФ, то  [c.40]

Из сказанного выше вытекает, что для определения е и tg б материала необходимо измерить емкость Сд. и tg б образца. Эти измерения при частоте 50 Гц, как правило, производят с помощью мостов. Применяемый мост переменного тока должен иметь пределы измерения емкости, в которые укладывается емкость испытуемого образца. Пределы измерения моста должны перекрывать значения измеряемой величины tg б примерно в два раза. Напряжение и время выдержки при измерениях должны быть указаны в стан-  [c.50]

Как уже говорилось в 3-1, диэлектрическая проницаемость е определяется расчетным путем по результатам измерения емкости ячейки с образцом С — Помимо этого необходимо измерить или рассчитать емкость ячейки без образца Сц при сохранении геометрических размеров.  

[c.58]

Генераторные резонансные методы. Генераторные резонансные методы подразделяются, в свою очередь, на методы измерений емкости и методы измерений tg б.  [c.84]

Измерительную ячейку перед заполнением жидкостью промывают, высушивают и ополаскивают два раза эталонной жидкостью. Для того чтобы избежать влияния пузырьков между электродом и образцом, измерение емкости ячейки с образцом начинают через 1 мин после погружения образца в жидкость. Расстояние между электродами измерительной ячейки берут таким, чтобы образец свободно входил в зазор. Например, при с1 = 1,8 мм толщина образца 5 = 1,5 мм, диаметр образца 5 см. Применяют также прямоугольные образцы. Частота, при которой производятся измерения,  

[c.88]

Результат, полученный при измерении емкости с помощью моста или иного прибора, включает в себя, помимо искомой емкости образца С , краевую емкость С и емкость относительно земли. Значения последних двух емкостей должны быть исключены из результата измерений, а для этого необходимо определить их.  [c.89]


Значение краевой емкости зависит от конструкции, формы и размера электродов и образца. Выше отмечалось, что для измерения емкости применяют трех- или двухэлектродную систему, причем в последнем случае размеры электродов могут быть одинаковыми или разными и совпадать или не совпадать с размерами образца. В том случае, когда диаметры образца и электродов одинаковые (см. рис. 4-1, а), электрическое поле в образце практически однородно, поскольку все поле рассеяния находится в воздухе. При достаточно малой толщине электродов по сравнению с толщиной образца краевая емкость рассчитывается по формуле  [c.89]

Общим недостатком описанных методов является то, что измерения, соответствующие температурам Т, и Т , производятся при разной частоте тока, протекающего через образец. Это приводит к дополнительной частотной погрешности. Значение последней составляет (2+5). 10″ К» . Избавиться от частотной погрешности можно, применяя мостовые методы измерений емкости С и ее изменения АС. Применение мостовых методов для измерения АС стало возможным лишь в последние годы благодаря созданию высокочувствительных трансформаторных мостов переменного тока. Мостовые цепи позволяют более точно измерить АС, так как пара-  [c.94]

При мостовом методе измерений емкость образца, находящегося в термостате, измеряют с помощью моста переменного тока сначала при температуре Ту, а затем при температуре Т . По полученным значениям Су и рассчитывают ТКЕ в интервале Ту—Т . Некоторые мосты позволяют непосредственно отсчитывать АС Су—С2.  [c.95]

Измерение емкости иа высоких частотах 66,78  [c.208]

Относительная диэлектрическая проницаемость вычисляется по измеренной емкости С с использованием (5.12) и (5,13).  [c.151]

Неразрушающий контроль электрических свойств материала возможен с помощью стандартных измерителей параметров конденсаторов измерением емкости l и тангенса угла потерь tg С2, tg 62 соответственно незаполненного и заполненного исследуемым материалом ЭП. Тогда диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь материала  [c.171]

Схемы датчиков с параллельными пластинами и аксиально расположенными цилиндрами приведены на рис. 2. На рис. 3 показана блок-схема измерения емкости. Провода, соединяющие емкостные датчики  [c.387]

Для измерения емкости конденсатора был применен прибор типа Е12-1, работающий по резонансному методу с индикацией момента резонанса по нулевым биениям.  [c.239]

Емкостный пульсационный гигрометр. Принцип действия прибора основан на том, что диэлектрическая постоянная воздуха связана с его влажностью однозначной зависимостью. Измерение емкости производится на высоких частотах, в связи с этим емкостные гигрометры обладают малой инерционностью. Измерения пульсации влажности по величине емкости из-за малой амплитуды пульсаций очень сложны.  [c.281]

В примере на рис. 53.18 измеренная емкость должна была бы находиться в пределах от 90 до 110 мкФ. Следовательно, на самом деле емкость слишком низкая, что не обеспечит требуемые величины сдвига по фазе и пускового момента. В результате двигатель может больше не запуститься.  [c.282]

Импедансный метод основан на измерении емкости С и сопротивления R окрашенного металла в электролите перед испытанием и в процессе испытаний при воздействии агрессивной среды.  [c.83]

Емкостные измерительные приборы. Изменение контролируемого размера влечет изменение величины воздушного зазора между пластинками конденсатора и, следовательно, изменение емкости. Так как емкость преобразователя составляет около 100 пф, то измерение емкости практически возможно только с помощью высокочастотных методов с применением дорогостоящих вспомо-422  [c.422]

Произвести измерения емкости j и добротности прибора с катушкой и пустым (воздушным) измерительным конденсатором так, как было указано в п. 2.7 и 2.8. Результаты измерений занести в Протокол испьгганий.  [c.155]


Итак, учет краевого поля и паразитной емкости ячейки позволил нам уменьшить погрешности измерения емкости до 1 % и тангенса угла диэлектрических потерь до 5%.  [c.248]

Описанный принцип реализован в высоковольтном мосте переменного тока типа Р525, предназначенном для измерения емкости  [c.54]

Емкость образца изоляционного материала должна находиться в пределах 40 пФ — 0,02 мкФ, причем может быть измерен тангенс угла потерь от 10 до 1. Питание моста должно производиться от источника синусоидального напряжения частотой 50 Гц. Установка рассчитана для эксплуатации при температуре воздуха 10—30 °С и влажности до 80%. Основная погрешность в условиях нормальной температуры при измерении емкости не превосходит 0,5% (но не менее 5 пФ), а при измерении tg б — не более 0,015 tg б при напряжении 3—10 кВ. Чувствительность вибрационного гальванометра с усилителем, используемым для уравновешивания моста, составляет 5-10 В/мм. При необходимости рабочее напряжение может быть повышено до 35 кВ. В этом случае эталонный воздушный конденсатор и повышающий трансформатор должны быть заменены другими, рассчитанными на это иаиряжение (конденсатором Р-55 и трансформатором НОМ-35).  [c.56]

Резонансные цепи с сосредоточенными нapaмeтpa fн (содержащие катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы) применяются в диапазоне частот от нескольких десятков килогерц до примерно 200 МГц. Физические явления в резонаненых контурах широко используются для измерения емкости и тангенса угла потерь. Различают контурные и генераторные резонансные методы (рис. 4-10).  [c.78]

К преимуществам метода вариации проводимости относится то, что в формулы не входит частота и, следовательно, не требуется ее измерения или стабилизации. Путем тщательного выполнения схемы и использования в ней эталонных высокочастотных элементов можно осуществить измерения с погрешностью, не выше допустимой. Резонансные контурные методы вариации частоты и реактивной проводимости используются в измерителях добротности — куметрах. Заметим, что резонансные методы измерений емкости могут обеспечить небольшую погрешность измерения лишь при относительно малом tg б. Если тангенс угла потерь значителен, это влечет за собой дополнительное изменение частоты. Влияние 4 б испытуемого образца на частоту характеризуется следующей зависимостью  [c.84]

Диэлектрическая проницаемость является важнейшим макроскопическим параметром диэлектрика, характеризующим процесч,- поляризации, и она может быть найдена по измеренной емкости конденсатора с диэлектриком.  [c.150]

Конденсаторы облучали 12 дней потоками тепловых и быстрых нейтронов соответственно 7,8-10 нейтронI см сек) и 2,5-10 нейтрон 1 см -сек)-, мощность дозы 7″0 лучения составляла 5,8-10 эрг г-сек). При облучении конденсаторы находились под напряжением 18 в, за исключением времени измерения. Емкость конденсаторов с номиналом 0,3 мкф сначала резко возросла на 35—65%, а затем так же резко снизилась до исходной величины. Емкость конденсаторов с номиналом 3 мкф сначала быстро возросла на 5—15% и затем почти без изменений сохранялась в течение всего опыта. Емкость всех шести конденсаторов после остановки реактора восстановилась до величин ниже исходной. Аналогичным образом изменялся коэффициент рассеяния. Для конденсаторов емкостью 0,3 мкф он изменился на 0,06—0,18, а у образцов емкостью 3 мкф — на 0,06—0,14. Ток утечки всех шести конденсаторов во время облучения увеличился на порядок, причем один конденсатор емкостью 3 мкф к концу опыта отключился. После остановки реактора ток утечки остальных пяти конденсаторов вернулся к исходным значениям.  [c.388]

Импедансный, или, как его часто называют, емкостно-омический, метод заключается в измерении емкости и сопротивления окрашенного металла в электролите, изменяющихся под воздействием коррозионной среды. Метод основан на представлении, что металл с покрытием при погружении в электролит описывается эквивалентной электрической схемой, в которой емкость и сопротивление соединены параллельно, иными словами, в первый момент соприкосновения с электролитом система может рассматриваться как конденсатор с Ботерями, в котором металл и электролит являются обкладками, а диэлектрической прокладкой — лакокрасочное покрытие.  [c.100]

Для измерения емкости и одновременно сопротивления как тонких, так и многослойных покрытий можно применять импе-дансный метод, но при этом недостаточно измерять эти характеристики при одной частоте в зависимости от времени. Более объективную оценку защитных свойств можно дать, если установить зависимость составляющих импеданса от частоты переменного тока как в начальный период, так и после воздействия коррозионной среды.  [c.115]

Мост для измерения емкости и индуктивности Мост для измерения сопротивлений Транзисторный характериограф  [c.286]

Метод измерения диэлектрической проницаемости е сводится к измерению емкостей конденсаторов, tyro может быть произве-162  [c.162]

Емкостные измерительные приборы. Изменение контролируемого размера влечет изменение величины воздушного зазора между пластинками конденсатора и, следовательно, изменение емкости. Так как емкость преобразователя составляет около 100 пФ, то измерение емкости практически возможно только с помощью высокочастотных методов с применением дорогостоящих вспомогательных устройств. Однако значительное преимущество емкостного метода заключается в возможности изготовления легких и жестких подвижных электродов и достижения высокой собственной частоты. Кроме того, по сравнению с индуктивным емкостной преобразователь имеет еще то преимущество, что у него значительно меньше обратное воздействие на измерительный шток, так как силы, возникающие от напряжения, приложенного на подвижные электроды, значительно меньше магнитных сил в индуктивном преобразователе. В конструктивном отношении емкостной преобразователь должен обладать незначительным рассеиванием, тщательно выполненной экранировкой, высококачественной изоляцией, простотой выполнения и достаточной механической жесткостью. Преобразователи изготовляют в виде двухпластинчатого конденсатора, из которых одна пластина подвижная, либо в виде трехпластинчатого конденсатора с одной подвижной и двумя неподвижными пластинами.  [c.216]


Основной метод, наиболее широко применяемый для изучения ки.тетнки электродных процессов, заключается в исследовании зависимости потенциала от плотности тока. Существуют и другие вспомогательные методы, например, метод электрокапиллярных кривых, измерение емкости двойного электрического слот и т. п. При помощи этих методов определяют значение потенциала нулевого заряда различных металлов, а также область адсорбции катионов II анионов на электроде. Последние методы применяются главным образом для исследования электродных процессов, протекающих на ртути, так как последняя является идеально поляризуемым электродом в довольно широком интервале потенциалов. Применение этих методов для исследования катодных процессов, протекающих на твердых электродах, не дает точных результатов, так как процессы, протекающие на них, необратимы (59, 60).  [c.41]

Определите его сопротивление R н допускаемую мощность рассеивания Р, основываясь иа нижеследующнх результатах измерений емкость электролитического ков-денсагора, включенного на выход этого фильтра, Сф — 20 мкФ напряжение на выходе фильтра t/ф = 300 В постоянная составляющая анодного тока, определенная исходя из типов радиоламп, питающихся через наш резистор, должна составлять I = = 10 мА (допускаемые коэффициенты пульсации А п.вых = 0,02%, АГп.вх 0.5%). Ответ. R = /0,628 Сф, гдед — коэф мииент сглаживания.  [c.122]

Для изучения термического разложения эпоксистеклопластиков и эффектов отверждения был использован анализатор Дел-сен D// [33, 34]. Возрастание тангенса угла диэлектрических потерь обусловлено началом термического разложения (падение прочности при изгибе) уже при температуре 150. .. 260 °С. Для этих экспериментов диэлектрическая постоянная является не такой чувствительной характеристикой, как тангенс угла диэлектрических потерь. Изменение диэлектрической постоянной и тангенса угла диэлектрических потерь в процессе отверждения может служить для определения оптимальных температурных и временных условий отверждения и контроля полноты отверждения. Измерения емкости могут быть также применены для определения содержания влаги в ламинатах в Сандвичевых конструкциях.  [c.478]


единица измерения, как измерить мультиметром

Ёмкость — это мера способности конденсатора накапливать заряды. Ёмкость измеряется в фарадах, по имени почетного члена Петербургского университета английского физика Майкла Фарадея.

Что такое емкость?

Если удалить одиночный электропроводник бесконечно далеко, исключить влияние заряженных тел друг на друга, то потенциал удаленного проводника станет пропорционален заряду. Но у отличающихся по размеру проводников потенциалы не совпадают.

Единицей емкости конденсатора в СИ является фарад. Коэффициент пропорциональности обозначают буквой С — это емкость, на которую влияет размер и внешняя структура проводника. Материал, фазовое состояние вещества электрода роли не играют — заряды распределяются на поверхности. Поэтому в международных правилах СГС ёмкость измеряется не в фарадах, а в сантиметрах.

Уединенный шар радиусом 9 млн км (1400 радиусов Земли) содержит 1 фарад. Отдельный проводящий элемент удерживает заряды в недостаточных для применения в технике количествах. По технологиям XXI в. создается ёмкость конденсаторов с единицами измерений выше 1 фарада.

Накапливать требуемое для работы электронных схем количество электричества способна структура из минимум 2 электродов и разделяющего диэлектрика. В такой конструкции положительные и отрицательные частицы взаимно притягиваются и сами себя держат. Диэлектрик между электронно-позитронной парой не допускает аннигиляции. Подобное состояние зарядов называется связанным.

Раньше для измерения электрических величин применяли громоздкое оборудование, не отличающееся точностью. Теперь, как измерить ёмкость тестером, знает даже начинающий радиолюбитель.

Маркировка на конденсаторах

Знать характеристики электронных приборов требуется для точной и безопасной работы.

Определение ёмкости конденсатора включает измерение величины приборами и чтение маркировки на корпусе. Обозначенные значения и полученные при измерениях отличаются. Это вызвано несовершенством производственных технологий и эксплуатационным разбросом параметров (износ, влияние температур).

На корпусе указана номинальная емкость и параметры допустимых отклонений. В бытовых устройствах используют приборы с отклонением до 20%. В космической отрасли, военном оборудовании и в автоматике опасных объектов разрешают разброс характеристик в 5-10%. Рабочие схемы не содержат значений допусков.

Номинальная емкость кодируется по стандартам IEC — Международной электротехнической комиссии, которая объединяет национальные организации по стандартам 60 стран.

Стандарт IEC использует обозначения:

  1. Кодировка из 3 цифр. 2 знака в начале — количество пФ, третий — число нулей, 9 в конце — номинал меньше 10 пФ, 0 спереди — не больше 1 пФ. Код 689 — 6,8 пФ, 152 — 1500 пФ, 333 — 33000 пФ или 33 нФ, или 0,033 мкФ. Для облегчения чтения десятичная запятая в коде заменяется буквой «R». R8=0,8 пФ, 2R5 — 2,5 пФ.
  2. 4 цифры в маркировке. Последняя — число нулей. 3 первых — величина в пФ. 3353 — 335000 пФ, 335 нФ или 0,335 мкФ.
  3. Использование букв в коде. Буква µ — мкФ, n — нанофарад, p — пФ. 34p5 — 34,5 пФ, 1µ5 — 1,5 мкФ.
  4. Планерные керамические изделия кодируют буквами A-Z в 2 регистрах и цифрой, обозначающей степень числа 10. K3 — 2400 пФ.
  5. Электролитические SMD приборы маркируются 2 способами: цифры — номинальная емкость в пФ и рядом или во 2 строчке при наличии места — значение номинального напряжения; буква, кодирующая напряжение и рядом 3 цифры, 2 определяют емкость, а последняя — количество нулей. А205 значит 10 В и 2 мкФ.
  6. Изделия для поверхностного монтажа маркируются кодом из букв и чисел: СА7 — 10 мкФ и 16 В.
  7. Кодировки — цветом корпуса.

Маркировка IEC, национальные обозначения и кодировки брендов делают запоминание кодов бессмысленным. Разработчикам аппаратуры и мастерам-ремонтникам требуются справочные источники.

Вычисление с помощью формул

Вычисление номинальной емкости элемента требуется в 2 случаях:

  1. Конструкторы электронной аппаратуры рассчитывают параметр при создании схем.
  2. Мастера при отсутствии конденсаторов подходящей мощности и емкости используют расчет элемента для подбора из доступных деталей.

RC цепи рассчитывают с применением величины импеданса — комплексного сопротивления (Z). Rа — потери тока на нагревание участников цепи. Ri и Rе — учитывают влияние индуктивности и ёмкости элементов. На выводах резистора в RC цепи напряжение Uр обратно пропорционально Z.

Тепловое сопротивление увеличивает потенциал на нагрузке, а реактивное уменьшает. Работа конденсатора на частотах выше резонансных, когда растет реактивная составляющая комплексного сопротивления, приводит к потерям напряжения.

Частота резонанса обратно пропорциональна способности накапливать заряд. Из формулы для определения Fр вычисляют, какие значения Ск (емкости конденсатора) требуются для работы цепи.

Для расчета импульсных схем используют постоянную времени цепи, определяющую воздействие RC на структуру импульса. Если знают сопротивление цепи и время заряда конденсатора, по формуле постоянной времени вычисляют емкость. На истинность результата влияет человеческий фактор.

Мастера используют параллельные и последовательные соединения конденсаторов. Формулы расчета обратны формулам для резисторов.

Последовательное соединение делает емкость меньше меньшей в соединении элементов, параллельная схема суммирует величины.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Измеряя параметры, конденсатор предварительно разряжают, замкнув выводы между собой отверткой с изоляцией на ручке. Если этого не сделать, маломощный мультиметр выйдет из строя.

Ответ на вопрос, как проверить емкость конденсатора мультиметром с режимом «Сх» такой:

  1. Включить режим «Сх» и подобрать предел замера — 2000 пФ — 20 мкФ в стандартном приборе;
  2. Вставить конденсатор в гнезда в приборе или приложить щупы к выводам конденсатора и посмотреть значение на шкале прибора.

Амперовольтметром или мультиметром определяют наличие внутри корпуса короткого замыкания или обрыва.

Полярный конденсатор включают в цепь прибора с учетом направления тока. Электроды изделия производители маркируют. Конденсатор, рассчитанный для напряжения 1-3 В, при обратном токе выше нормы выйдет из строя.

Перед тем как измерить характеристики, полярный электролитический конденсатор выпаивают из платы. Включают мультиметр в режим измерения сопротивления или проверки полупроводников. Прикладывают щупы к электродам полярного конденсатора — плюс к плюсу, минус к минусу. Исправная емкость покажет плавный рост сопротивления. По мере заряда ток уменьшается, ЭДС растет и достигает напряжения источника питания.

Обрыв в конденсаторе будет выглядеть на мультиметре как бесконечное сопротивление. Прибор не отреагирует или стрелка на аналоговом экземпляре едва шевельнется.

При пробое элемента измеряемый параметр не соответствует номинальному значению в меньшую сторону, пропорционально величине пробоя.

Если задаться вопросом, как измерить мультиметром комплексное или эквивалентное последовательное сопротивление (ESR конденсатора), то без приставки сделать это проблематично. Реактивные свойства конденсатор проявляет при высокочастотном токе.

Прочие способы измерения

Измеритель емкости конденсаторов своими руками собирают по схемам импульсных устройств. Последовательности RC цепей с переменными резисторами создают на выходе изделия серии сигналов со ступенчатым изменением частоты. Для наладки устройства используют мультиметр, с которым будет применяться приставка.

Набор проверенных конденсаторов поочередно подключают к конструкции и настраивают точность работы в каждом поддиапазоне.

Измеритель ёмкости полярных электролитических элементов своими руками схематически реализуется и настраивается, как часть приставки без колебательного контура. На выходе вместо импульсного — постоянное напряжение.

В цифровых измерителях ёмкости источник питания — высокостабильный. «Плавающие» параметры элементов, из которых собирается схема, дадут неприемлемую для точности измерений погрешность.

На логических элементах создаются источники переменного импульсного тока для замеров ESR.

Недорогие приборы для измерения емкости конденсатора, типа мостовых RLC устройств с дополнительной функцией проверки SMD сопротивлений, сетевой зарядкой и жидкокристаллическим дисплеем, сами размером с палец. Выполняют функции профессионального метрологического комплекса. Способны выступать в роли измерителя емкости электролитических конденсаторов, как полярных, так и переменных.

Метод вольтметра – амперметра

Метод вольтметра – амперметра сводится к измерению тока и напряжения в цепи с измеряемым двухполюсником и последующему его расчету по закону Ома. Таким способом можно измерять активное и полное сопротивление (на постоянном и переменном токе), индуктивность и емкость.

1 Измерение активного сопротивления

Схемы включения измерительных приборов приведены на рисунке 3.4.1.

Рисунок 3.4.1  – Схемы включения измерительных приборов в методе амперметра-вольтметра (а – для больших Rх, б – для малых Rх).

Для измерения полного сопротивления на переменном токе применяются те же схемы, но схема а – для измерения малых сопротивлений, а схема б – для измерения больших сопротивлений.

Искомое сопротивление можно найти, зная Ix и Ux, по закону Ома.

2 Измерение емкости

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Рисунок 3.4.2 — Схема измерения емкости конденсатора методом амперметра – вольтметра (а – для измерения малых емкостей, б – для измерения больших емкостей).

В этом случае реактивное сопротивление конденсатора будет равно

, а емкость находится по формуле , где

w — частота, на которой производится измерение.

3 Измерение индуктивности

 Измерение индуктивности методом амперметра – вольтметра возможно, если активное сопротивление катушки намного меньше ее реактивного сопротивления. Применяются те же схемы, что и для измерения емкости, только конденсатор заменяется катушкой индуктивности. Тогда искомая индуктивность будет равна .

Если требуется получить более точный результат, то необходимо учитывать сопротивление катушки , откуда .

Погрешность измерения параметров двухполюсников на низких частотах составляют (0,5 – 10) % и увеличивается с ростом частоты.

Источниками погрешностей являются погрешности измерительных приборов (амперметра и вольтметра) и паразитные параметры.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Метод баллистического гальванометра — Справочник химика 21

    К методам постоянного тока относятся две группы классический метод баллистического гальванометра и силовые методы. Метод баллистического гальванометра в настоящее время применяется очень редко, обычно для веществ, обладающих малой проводимостью (изоляторов). С некоторыми усложнениями аппаратуры его можно использовать для измерения диэлектрической проницаемости веществ, имеющих небольшую проводимость, например для полупроводников. В аналитической химии этот метод не применяется. [c.256]
    Метод баллистического гальванометра [c.268]

    Применение метода баллистического гальванометра для определения диэлектрической проницаемости основано на сравнении отклонения гальванометра при разряде емкости, содержащей в качестве диэлектрика исследуемое вещество, и емкости стандартной, где в качестве диэлектрика используется воздух или вещество с известной диэлектрической проницаемостью. Принципиальная схема измерительного устройства изображена на рис. 185. [c.268]

    Электрические заряды можно измерить тремя наиболее распространенными методами методом баллистического гальванометра, методом интегрирования тока по времени и методом накопления заряда на емкости. [c.130]

    Метод баллистического гальванометра основан на механическом интегрировании протекающего через гальванометр тока. Угол поворота рамки гальванометра пропорционален интегралу тока. Поэтому рамки таких приборов обладают сравнительно большим моментом инерции (подвешивается дополнительный груз). В гальванометрах отсутствует приспособление для создания момента, противодействующего повороту рамки. Для выполнения условий интегрирования постоянная времени гальванометра должна более чем в три раза превышать длительность интегрируемого тока. При измерении этим методом зарядов, образование которых растянуто во времени, их вначале накапливают на электрическом конденсаторе, который затем разряжается через баллистический гальванометр. [c.130]

    Для быстрого измерения электродвижущих сил в лабораторной практике используется -установка с конденсатором и баллистическим гальванометром (рис. 54). Точность измерения по этому методу невелика и составляет не более 4мв. Баллистический гальванометр представляет собой зеркальный гальванометр с большим периодом колебания. Поэтому наблюдатель легко может отметить отклонение зайчика при кратковременном импульсе тока. Наиболее удобными являются гальванометры с периодом колебаний в 10—15 сек. [c.98]

    Измерение э. д. с. цепи часто проводится компенсационным методом, 1ю более удобной является установка с баллистическим гальванометром (см. рис. 49). [c.147]

    Приведенный метод прост и может достаточно быстро и точно давать относительную характеристику коррозионного поведения металлов. Его недостатки в значительной мере похожи на недостатки, связанные с измерением потенциалов компенсационным методом. К ним можно отнести прежде всего дополнительную поляризацию образцов в связи с протеканием некоторого тока прежде, чем достигается компенсация, и невозможность измерения разности потенциалов при низкой электропроводности раствора. Во избежание указанных недостатков можно применять схему с баллистическим гальванометром или использовать ламповый потенциометр. Применение лампового потенциометра описано выше. Схема установки при использовании баллистического гальванометра (34 дана на рис. 130. [c.192]


    Баллистический метод измерения основан на том принципе, что заряд от элемента со стеклянным электродом аккумулируется (накапливается) на конденсаторе большой емкости (емкость 2—4 хр ) и затем конденсатор разряжается через баллистический гальванометр. Отклонение стрелки гальванометра при разрядке конденсатора пропорционально количеству электричества- [c.133]

    Рис, 30. Схема установки для измерений со стеклянным электродом по баллистическому методу Г — гальванометр К — конденсатор П — переключатель А —испытуемый элемент /-—четвертая точка включения 2 — соединение переключателя с конденсатором 5 — соединение переключателя с испытуемым элементом 4 — соединение переключателя с гальванометром / — включение в цепь конденсатора и испытуемого элемента П — включение в цепь конденсатора и гальванометра [c.136]

    Баллистические гальванометры, применяющиеся при баллистическом методе измерения ЭДС, представляют собой зеркальные гальванометры с -большим периодом колебания. Подвижная система этих гальванометров снабжена небольшим маховичком, благодаря чему движения светового зайчика становятся замедленными и облегчается отсчет максимального-отклонения. Для работы можно употреблять гальванометры с чувствительностью 0,4—0,7 10- А. Зеркальце гальванометра освещается лампочкой на 3,5 в, которая включается в городскую сеть через трансформатор. [c.137]

    Для измерения магнитных параметров как магнитно-твердых, так и магнитномягких резин в постоянных магнитных полях применяется в основном баллистический метод. Этот метод позволяет определять магнитные свойства материалов как на образцах замкнутой формы (в виде тора), так и на образцах в разомкнутой магнитной цепи (на полосах, цилиндрах), а также в искусственно создаваемых замкнутых магнитных цепях, т. е. пермеаметрами различного типа. В основе этого метода лежит измерение быстро затухающих импульсов тока при помощи баллистического гальванометра. [c.96]

    Простейший способ определения pH со стеклянным электродом, обладающим очень высоким сопротивлением, основан на разряде конденсатора через баллистический гальванометр . Конденсатор предварительно заряжают от стеклянного электрода. Количество запасенной конденсатором энергии будет определяться его емкостью и потенциалом, до которого он заряжен. Если емкость остается постоянной, то по количеству запасенной в конденсаторе энергии можно судить о напряжении источника, от которого был заряжен конденсатор, т. е. о напряжении между стеклянным электродом и электродом сравнения. Это напряжение и характеризует pH раствора. Однако такой метод определения pH не нашел широкого применения из-за большой постоянной времени зарядки конденсатора от источника токае высоким сопротивлением (стеклянный электрод) и из-за сравнительно небольшой точности, что объясняется несовершенством сопротивления изоляции конденсатора, т. е. существованием тока утечки. [c.303]

    При определении pH стеклянным электродом с применением зеркального гальванометра применяется баллистический метод. Принцип баллистического метода измерения pH состоит в том, что заряд от элемента со стеклянным электродом накапливается на конденсатор большой емкости в 1,5—и затем разрядный ток конденсатора измеряется баллистическим гальванометром. Отклонение стрелки гальванометра при разрядке конденсатора пропорционально количеству электричества и электродвижущей силе элемента, от которого производилась зарядка конденсатора. [c.393]

    В коммутаторном методе измерения емкости, разработанном Борисовой и Проскурниным [43], исследуемый электрод и эталонная емкость но очереди подключаются к заряженному конденсатору, а возникающая на них разность потенциалов после усиления фиксируется нри помощи баллистического гальванометра. Измеряемое при этом отношение амплитуд на электроде и эталоне обратно пропорционально их емкостям. Преимущество коммутаторного метода заключается в том, что в момент-измерения в цепи отсутствует ток. Это позволяет исключить влияние омического сопротивления, которое в разбавленных растворах значительно превосходит емкостное сопротивление и, таким образом, резко сни- [c.13]

    В заключение настоящего раздела необходимо остановиться на методах оценки шероховатости поверхности Эрбахер [544] оценивал щерохо1ватость поверхности определением скорости обмена атомов менее благородного металла с иона ми более благородного металла в разбавленных водных растворах. По его данным, степень щероховатости составляла 1,7 после пол.ч-розанпя и 2,5 после шлифования (независимо от тонкости абразива). Поскольку получение количественных данных этим способом предполагает образование на поверхности менее благородного металла монослоя более благородного металла, результаты, достигаемые по данной экспериментальной методике, нельзя считать вполне достоверными. По-видимо.му, хороший способ определения шероховатости поверхности изобрел Вагнер [545], Этот метод предполагает измерение поляризационной емкости электрода посредством баллистического гальванометра. Шероховатость поверхности электрода считается приблизительно пропорциональной кажущейся или геометрической площади. За сведениями о других работах в данной области читателю ре-ко.мендуется обратиться к статье Вагнера, в которой приведена обширная библиография. [c.215]


    Все ферромагнитные вещества теряют свой ферромагнетизм и становятся парамагнитными при определенной характерной для них температуре, называемой точкой Кюри. Определение точки Кюри имеет некоторое аналитическое применение и будет здесь кратко описано. Обзоры этой области даны Биттелем, Герлахом [43] и Нейманом [44]. Во всех пособиях по экспериментальному электричеству и магнетизму описываются два основных метода, применяемых в ферромагнитных исследованиях индукционный и магнетометрический [45]. Первый измеряет намагничение образца при помещении его в магнитное поле, создаваемое соленоидом. При выключении или перемене направления первичного тока во вторичной катушке, которая может быть присоединена к баллистическому гальванометру, возникает индуцируемый ток. Существует много различных вариантов измерения индуцируемого тока. Второй метод основывается на применении малого постоянного магнита, подвешенного так, чтобы он мог под влиянием внешнего магнитного поля вращаться, как стрелка компаса. Этот метод имеет также много вариантов. Оба метода применяются и в магнетохимических исследованиях. [c.24]

    Эльмор [46] описал индукционный метод, разработанный Бит-тером. Этот метод основан на применении индукционного моста,, состоящего из двух почти равных взаимоиндукций, соединенных навстречу друг другу и приводимых в равновесие с помощью калиброванной взаимоиндукции. Равновесие определяется посредством чувствительного баллистического гальванометра, присоединенного к вторичным обмоткам, намотанным вокруг каждой первичной. Образец помещается в одну из первичных катушек. Этот метод пригоден для восприимчивостей порядка 10 3 и для полей от 0 до 400 эрстед. [c.24]

    Неда[вно удалось повысить чувствительность метода Брюа и Гюнье [170] путем введения пентода вместо ранее использовав-Пгего я триода. При этом уже изменение фотоэлектрического тока порядка 7,5-10 о вызывало на баллистическом гальванометре отклонения в 1 мм. Хотя такой прибор и не был еще использован [c.290]

    Точность измерений потенциала стеклянного электрода по баллистическому методу зависит от качества конденсатора, т. е. от его емкости и сопротивления. Теоретически, чем больше емкость конденсатора, тем сильнее отклонение зеркальца гальванометра. Но увеличение емкости конденсатора сопровождается обычно падением сопротивления. Поэтому следует выбирать такой конденсатор, который имеет необходимую емкость и сопротивление большее, чем сопротивление самого стеклянного электрода. Для получения точности в 1 % сопротивление конденсатора должно быть в 1000 раз больше сопротивления стеклянного электрода. Если брать конденсаторы с парафинированной бумагой в качестве диэлектрика, то, как было показано Пчелиным и Файзулиной, предельная емкость [c.136]

    Если цепь имеет большое внутреннее сопротивление порядка мегаомов (например при очень разбавленных растворах), то ток слишком мал для того, чтобы его можно было точно компенсировать с помощью гальванометра, В этих случаях применяют статические методы, пользуясь в качестве нулевого инструмента зеркальным или струнным электрометром. Можно также пользоваться баллистическим методом. [c.355]


Резонансный метод — измерение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Резонансный метод — измерение

Cтраница 3

Существует большое количество разновидностей мостовых и резонансных методов измерения диэлектрической проницаемости.  [31]

Широко применяемый1 в радиотехнической метрике резонансный метод измерения емкостей, в применении к ламповым измерениям имеет ряд недостатков. Для измерения методом эквивалентного треугольника одной из частичных емкостей триода необходимо произвести измерение всех трех емкостей и затем расчетным путем определить искомую емкость. Это измерение весьма трудоемко и, кроме того, имеет значительные погрешности.  [33]

О В чем состоит принцип резонансного метода измерения элементарного заряда.  [34]

Принцип действия прибора основан на резонансном методе измерения емкости на фиксированной частоте с индикацией резонанса гетеродинным способом — по частоте биений ( см. стр. В приборе имеются два генератора высокой частоты, собранные но одинаковой схеме.  [35]

Для этой цели может быть использован резонансный метод измерения tg В при высоком напряжении, основанный на вариации активного сопротивления; роль переменного регулируемого сопротивления играет электронная лампа Л2 ( фиг.  [36]

В радиотехнической измерительной технике широко применяется резонансный метод измерения комплексных сопротивлений. Измеряемое сопротивление приключается параллельно или последовательно к резонансному контуру, настроенному на определенную частоту. Затем, после подключения сопротивления, контур вновь настраивается на первоначальную частоту посредством изменения емкости подстроечного конденсатора.  [37]

Воронков и Д.Е. Громзин [123] предложили интересный вариант резонансного метода измерения напряженности импульсных магнитных полей, в котором используется как ферромагнитный ( ФМР), так и антиферромагнитный ( АФМР) резонанс.  [38]

Метод биений обычно считают наиболее чувствительным и точным из резонансных методов измерения частот, малых емкостей и индуктивностей; в этом методе принцип сравнения осуществляется не в контуре, содержащем датчик, а в са-мой — измерительной схеме, преобразующей изменения емкости в частоту биений.  [39]

Принцип работы прибора основан, как и предыдущих сигнализаторов, на резонансном методе измерения уровня. Объединение датчика и электронного блока в одну конструкцию позволяет устанавливать силовой блок прибора на расстоянии от датчика, ограничиваемом лишь сопротивлением соединительных проводов.  [41]

Для измерения электрических колебаний в диапазоне высоких и сверхвысоких частот применяются частотомеры, использующие резонансный метод измерения.  [43]

К этой же группе установок для измерения только емкости относится прибор Е12 — 1 ( ИИЕВ-1), основанный на резонансном методе измерений. Момент резонанса устанавливается также по нулевым биениям.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Как определить емкость конденсатора — Всё о электрике

Иногда, когда на конденсаторе отсутствует маркировка или нет доверия к указанным на его корпусе параметрам, требуется как-то узнать реальную емкость. Но как это сделать, не имея специального оборудования?

Безусловно, если под рукой есть мультиметр с возможностью измерения емкости или C-метр с подходящим диапазоном измерения емкостей, то проблема перестает быть таковой. Но что же делать, если в наличии только простой бытовой мультиметр и какой-нибудь блок питания, а измерить емкость конденсатора необходимо здесь и сейчас? На помощь в этом случае придут известные законы физики, которые позволят с достаточной степенью точности измерить емкость.

Рассмотрим сначала простой способ измерения емкости электролитического конденсатора подручными средствами. Как известно, при заряде конденсатора от источника постоянного напряжения через резистор, имеет место закономерность, по которой напряжение на конденсаторе станет экспоненциально приближаться к напряжению источника, и в пределе когда-нибудь, наконец, его достигнет.

Но чтобы долго не ждать, можно задачу себе упростить. Известно, что за время, равное 3*RC, напряжение на конденсаторе в процессе зарядки достигнет 95% напряжения, приложенного к RC-цепочке. Значит, зная напряжение блока питания, номинал резистора, и вооружившись секундомером, можно легко измерить постоянную времени, а точнее – троекратную постоянную времени для большей точности, и вычислить затем емкость конденсатора по известной формуле.

Для примера рассмотрим далее эксперимент. Допустим, есть у нас электролитический конденсатор, на котором присутствует какая-то маркировка, но мы ей не особо доверяем, так как конденсатор давно валялся в закромах, и мало ли высох, в общем нужно измерить его емкость. Например, на конденсаторе написано 6800мкф 50в, но нужно узнать точно.

Шаг №1. Берем резистор номиналом 10кОм, измеряем его сопротивление мультиметром, поскольку своему мультиметру в этом эксперименте мы будем изначально доверять. Например, получилось сопротивление 9840 Ом.

Шаг №2. Включаем блок питания. Поскольку мультиметру мы доверяем больше, чем калибровке шкалы (если таковая имеется) блока питания, переводим мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, и подключаем его к выводам блока питания. Выставляем напряжение блока питания на 12 вольт, чтобы мультиметр точно показал 12,00 В. Если напряжение блока питания не регулируется, то просто замеряем его и записываем.

Шаг №3. Собираем RC-цепочку из резистора и конденсатора, емкость которого нужно измерить. Конденсатор закорачиваем на время так, чтобы его легко можно было раскоротить.

Шаг №4. Подключаем RC-цепочку к блоку питания. Конденсатор все еще закорочен. Измеряем мультиметром еще раз напряжение, подаваемое на RC-цепочку, и фиксируем это значение для верности на бумаге. К примеру, оно так и осталось 12,00 В, или таким же, каким было в начале.

Шаг №5. Вычисляем 95% от этого напряжения, например если 12 вольт, то 95% – это 11,4 вольта. Теперь мы знаем, что за время, равное 3*RC, конденсатор зарядится до 11,4 В.

Шаг №6. Берем в руки секундомер, и раскорачиваем конденсатор, начинаем одновременно отсчет времени. Фиксируем время, за которое напряжение на конденсаторе достигло 11,4 В, это и будет 3*RC.

Шаг №7. Производим вычисления. Получившееся время в секундах делим на сопротивление резистора в омах, и на 3. Получаем значение емкости конденсатора в фарадах.

Например: время получилось 220 секунд (3 минуты и 40 секунд). Делим 220 на 3 и на 9840, получаем емкость в фарадах. В нашем примере получилось 0,007452 Ф, то есть 7452 мкф, а на конденсаторе написано 6800 мкф. Таким образом, в допустимые 20% отклонение емкости уложилось, поскольку составило примерно 9,6%.

Но как быть с неполярными конденсаторами малых емкостей? Если конденсатор керамический или полипропиленовый, то здесь поможет переменный ток и знание о емкостном сопротивлении.

К примеру, есть конденсатор, емкость его предположительно несколько нанофарад, и известно, что в цепи переменного тока работать он может. Для выполнения измерений потребуется сетевой трансформатор со вторичной обмоткой, скажем, на 12 вольт, мультиметр, и все тот же резистор на 10 кОм.

Шаг №1. Собираем RC-цепь, и подключаем ее ко вторичной обмотке трансформатора. Затем включаем трансформатор в сеть.

Шаг №2. Измеряем мультиметром переменное напряжение на конденсаторе, затем — на резисторе.

Шаг №3. Производим вычисления. Сначала вычисляем ток через резистор, – делим напряжение на нем на значение его сопротивление. Поскольку цепь последовательная, то переменный ток через конденсатор точно такой же величины. Делим напряжение на конденсаторе на ток через резистор (ток через конденсатор такой же), получаем значение емкостного сопротивления Хс. Зная емкостное сопротивление и частоту тока (50 Гц), вычисляем емкость нашего конденсатора.

Например: на резисторе 7 вольт, а на конденсаторе 5 вольт. Мы посчитали, что ток через резистор в этом случае 700 мкА, следовательно и через конденсатор — такой же. Значит емкостное сопротивление конденсатора на частоте 50 Гц составляет 5/0,0007 = 7142,8 Ом. Емкостное сопротивление Xc = 1/6,28fC, следовательно C = 445 нф, то есть номинал 470 нф.

Описанные здесь способы являются весьма грубыми, поэтому применять их можно только тогда, когда других вариантов просто нет. В иных случаях лучше пользоваться специальными измерительными приборами.

Как измерить емкость конденсатора своими руками

Конденсатор — элемент электрической цепи, состоящий из проводящих электродов (обкладок), разделённых диэлектриком. Предназначен для использования его электрической ёмкости. Конденсатор, ёмкостью С, к которому приложено напряжение U, накапливает заряд Q на одной стороне и — Q — на другой. Ёмкость здесь в фарадах, напряжение — вольтах, заряд — кулоны. Когда ток силой 1 А протекает через конденсатор ёмкостью 1 Ф напряжение изменяется на 1 В за 1 с.

Одна фарада ёмкость огромная, поэтому обычно применяются микрофарады (мкФ) или пикофарады (пФ). 1Ф = 106 мкФ = 109 нФ = 1012 пФ. На практике используются значения от нескольких пикофарад до десятков тысяч микрофарад. Зарядный ток конденсатора отличается от тока через резистор. Он зависит не от величины напряжения, а от скорости изменения последнего. По этой причине для измерения ёмкости требуются специальные схемные решения, применительно к особенностям конденсатора.

Обозначения на конденсаторах

Проще всего определить значение ёмкости по маркировке, нанесённой на корпус конденсатора.

Электролитический (оксидный) полярный конденсатор, ёмкостью 22000 мкФ, рассчитанный на номинальное напряжение 50 В постоянного тока. Встречается обозначение WV — рабочее напряжение. В маркировке неполярного конденсатора обязательно указывается возможность работы в цепях переменного тока высокого напряжения (220 VAC).

Плёночный конденсатор ёмкостью 330000 пФ (0.33 мкФ). Значение в этом случае, определяется последней цифрой трёхзначного числа, обозначающей количество нолей. Далее буквой указана допустимая погрешность, здесь — 5 %. Третьей цифрой может быть 8 или 9. Тогда первые две умножаются на 0.01 или 0.1 соответственно.

Ёмкости до 100 пФ маркируются, за редкими исключениями, соответствующим числом. Этого достаточно для получения данных об изделии, так маркируется подавляющее число конденсаторов. Производитель может придумать свои, уникальные обозначения, расшифровать которые не всегда удаётся. Особенно это относится к цветовому коду отечественной продукции. По стёртой маркировке узнать ёмкость невозможно, в такой ситуации не обойтись без измерений.

Вычисления с помощью формул электротехники

Простейшая RC — цепь состоит из параллельно включённых резистора и конденсатора.

Выполнив математические преобразования (здесь не приводятся), определяются свойства цепи, из которых следует, что если заряженный конденсатор подключить к резистору, то он будет разряжаться так, как показано на графике.

Произведение RC называют постоянной времени цепи. При значениях R в омах, а C — в фарадах, произведение RC соответствует секундам. Для ёмкости 1 мкФ и сопротивления 1 кОм, постоянная времени — 1 мс, если конденсатор был заряжен до напряжения 1 В, при подключении резистора ток в цепи будет 1 мА. При зарядке напряжение на конденсаторе достигнет Vo за время t ≥ RC. На практике применяется следующее правило: за время 5 RC, конденсатор зарядится или разрядится на 99%. При других значениях напряжение будет изменяться по экспоненциальному закону. При 2.2 RC это будет 90 %, при 3 RC — 95 %. Этих сведений достаточно для расчёта ёмкости с помощью простейших приспособлений.

Схема измерения

Для определения ёмкости неизвестного конденсатора следует включить его в цепь из резистора и источника питания. Входное напряжение выбирается несколько меньшим номинального напряжения конденсатора, если оно неизвестно — достаточно будет 10–12 вольт. Ещё необходим секундомер. Для исключения влияния внутреннего сопротивления источника питания на параметры цепи, на входе надо установить выключатель.

Сопротивление подбирается экспериментально, больше для удобства отсчёта времени, в большинстве случаев в пределах пяти — десяти килоом. Напряжение на конденсаторе контролируется вольтметром. Время отсчитывается с момента включения питания — при зарядке и выключении, если контролируется разряд. Имея известные величины сопротивления и времени, по формуле t = RC вычисляется ёмкость.

Удобнее отсчитывать время разрядки конденсатора и отмечать значения в 90 % или 95 % от начального напряжения, в этом случае расчёт ведётся по формулам 2.2t = 2.2RC и 3t = 3RC. Таким способом можно узнать ёмкость электролитических конденсаторов с точностью, определяемой погрешностями измерений времени, напряжения и сопротивления. Применение его для керамических и других малой ёмкости, с использованием трансформатора 50 Hz, вычислением емкостного сопротивления — даёт непрогнозируемую погрешность.

Измерительные приборы

Самым доступным методом замера ёмкости является широко распространённый мультиметр с такой возможностью.

В большинстве случаев, подобные устройства имеют верхний предел измерений в десятки микрофарад, что достаточно для стандартных применений. Погрешность показаний не превышает 1% и пропорциональна ёмкости. Для проверки достаточно вставить выводы конденсатора в предназначенные гнёзда и прочитать показания, весь процесс занимает минимум времени. Такая функция присутствует не у всех моделей мультиметров, но встречается часто с разными пределами измерений и способами подключения конденсатора. Для определения более подробных характеристик конденсатора (тангенса угла потерь и прочих), используются другие устройства, сконструированные для конкретной задачи, не редко являются стационарными приборами.

В схеме измерения, в основном, реализован мостовой метод. Применяются ограничено в специальных профессиональных областях и широкого распространения не имеют.

Самодельный С — метр

Не принимая во внимание разные экзотические решения, такие как баллистический гальванометр и мостовые схемы с магазином сопротивлений, изготовить простой прибор или приставку к мультиметру по силам и начинающему радиолюбителю. Широко распространённая микросхема серии 555 вполне подходит для этих целей. Это таймер реального времени со встроенным цифровым компаратором, в данном случае используется как генератор.

Частота прямоугольных импульсов задаётся выбором резисторов R1–R8 и конденсаторов С1, С2 переключателем SA1 и равняется: 25 kHz, 2.5 kHz, 250 Hz, 25Hz — соответственно положениям переключателя 1, 2, 3 и 4–8. Конденсатор Сх заряжается с частотой следования импульсов через диод VD1, до фиксированного напряжения. Разряд происходит во время паузы через сопротивления R10, R12–R15. В это время образуется импульс длительностью, зависимой от емкости Сх (больше ёмкость — длиннее импульс). После прохождения интегрирующей цепи R11 C3 на выходе появляется напряжение, соответствующее длине импульса и пропорциональное величине ёмкости Сх. Сюда и подключается (Х 1) мультиметр для измерения напряжения на пределе 200 mV. Положения переключателя SA1 (начиная с первого) соответствуют пределам: 20 пФ, 200 пФ, 2 нФ, 20 нФ, 0.2 мкФ, 2 мкФ, 20 мкФ, 200 мкФ.

Наладку конструкции необходимо делать с прибором, который будет применяться в дальнейшем. Конденсаторы для наладки надо подобрать с ёмкостью, равной поддиапазонам измерений и как можно точнее, от этого будет зависеть погрешность. Отобранные конденсаторы поочерёдно подключаются к Х1. В первую очередь настраиваются поддиапазоны 20 пФ–20 нФ, для этого соответствующими подстроечными резисторами R1, R3, R5, R7 добиваются соответствующих показаний мультиметра, возможно придётся несколько изменить номиналы последовательно включённых сопротивлений. На других поддиапазонах (0.2 мкФ–200 мкФ) калибровка проводится резисторами R12–R15.

Провода, соединяющие резисторы с переключателем должны быть как можно короче, а если позволяет конструкция — размещены на его выводах. Переменные желательно использовать многооборотные, лучше вообще — постоянные, но это не всегда возможно. Тщательнейшим образом необходимо отмыть печатную плату от флюса и другой грязи, иначе паразитные ёмкости и сопротивления между проводниками могут привести к полной неработоспособности изделия.

При выборе источника питания следует учитывать, что амплитуда импульсов напрямую зависит от его стабильности. Интегральные стабилизаторы серии 78хх вполне здесь применимы Схема потребляет ток не более 20–30 миллиампер и конденсатора фильтра ёмкостью 47–100 микрофарад будет достаточно. Погрешность измерений, при соблюдении всех условий, может составить около 5 %, на первом и последнем поддиапазонах, по причине влияния ёмкости самой конструкции и выходного сопротивления таймера, возрастает до 20 %. Это надо учитывать при работе на крайних пределах.

Конструкция и детали

R1, R5 6,8k R12 12k R10 100k C1 47nF

R2, R6 51k R13 1,2k R11 100k C2 470pF

R3, R7 68k R14 120 C3 0,47mkF

R4, R8 510k R15 13

Диод VD1 — любой маломощный импульсный, конденсаторы плёночные, с малым током утечки. Микросхема — любая из серии 555 (LM555, NE555 и другие), русский аналог — КР1006ВИ1. Измерителем может быть практически любой вольтметр с высоким входным сопротивлением, под который проведена калибровка. Источник питания должен иметь на выходе 5–15 вольт при токе 0.1 А. Подойдут стабилизаторы с фиксированным напряжением: 7805, 7809, 7812, 78Lxx.

Вариант печатной платы и расположение компонентов

Видео по теме

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Ёмкость – это мера способности конденсатора накапливать заряды. Ёмкость измеряется в фарадах, по имени почетного члена Петербургского университета английского физика Майкла Фарадея.

Что такое емкость?

Если удалить одиночный электропроводник бесконечно далеко, исключить влияние заряженных тел друг на друга, то потенциал удаленного проводника станет пропорционален заряду. Но у отличающихся по размеру проводников потенциалы не совпадают.

Единицей емкости конденсатора в СИ является фарад. Коэффициент пропорциональности обозначают буквой С – это емкость, на которую влияет размер и внешняя структура проводника. Материал, фазовое состояние вещества электрода роли не играют – заряды распределяются на поверхности. Поэтому в международных правилах СГС ёмкость измеряется не в фарадах, а в сантиметрах.

Уединенный шар радиусом 9 млн км (1400 радиусов Земли) содержит 1 фарад. Отдельный проводящий элемент удерживает заряды в недостаточных для применения в технике количествах. По технологиям XXI в. создается ёмкость конденсаторов с единицами измерений выше 1 фарада.

Накапливать требуемое для работы электронных схем количество электричества способна структура из минимум 2 электродов и разделяющего диэлектрика. В такой конструкции положительные и отрицательные частицы взаимно притягиваются и сами себя держат. Диэлектрик между электронно-позитронной парой не допускает аннигиляции. Подобное состояние зарядов называется связанным.

Раньше для измерения электрических величин применяли громоздкое оборудование, не отличающееся точностью. Теперь, как измерить ёмкость тестером, знает даже начинающий радиолюбитель.

Маркировка на конденсаторах

Знать характеристики электронных приборов требуется для точной и безопасной работы.

Определение ёмкости конденсатора включает измерение величины приборами и чтение маркировки на корпусе. Обозначенные значения и полученные при измерениях отличаются. Это вызвано несовершенством производственных технологий и эксплуатационным разбросом параметров (износ, влияние температур).

На корпусе указана номинальная емкость и параметры допустимых отклонений. В бытовых устройствах используют приборы с отклонением до 20%. В космической отрасли, военном оборудовании и в автоматике опасных объектов разрешают разброс характеристик в 5-10%. Рабочие схемы не содержат значений допусков.

Номинальная емкость кодируется по стандартам IEC – Международной электротехнической комиссии, которая объединяет национальные организации по стандартам 60 стран.

Стандарт IEC использует обозначения:

  1. Кодировка из 3 цифр. 2 знака в начале – количество пФ, третий – число нулей, 9 в конце – номинал меньше 10 пФ, 0 спереди – не больше 1 пФ. Код 689 – 6,8 пФ, 152 – 1500 пФ, 333 – 33000 пФ или 33 нФ, или 0,033 мкФ. Для облегчения чтения десятичная запятая в коде заменяется буквой “R”. R8=0,8 пФ, 2R5 – 2,5 пФ.
  2. 4 цифры в маркировке. Последняя – число нулей. 3 первых – величина в пФ. 3353 – 335000 пФ, 335 нФ или 0,335 мкФ.
  3. Использование букв в коде. Буква µ – мкФ, n – нанофарад, p – пФ. 34p5 – 34,5 пФ, 1µ5 – 1,5 мкФ.
  4. Планерные керамические изделия кодируют буквами A-Z в 2 регистрах и цифрой, обозначающей степень числа 10. K3 – 2400 пФ.
  5. Электролитические SMD приборы маркируются 2 способами: цифры – номинальная емкость в пФ и рядом или во 2 строчке при наличии места – значение номинального напряжения; буква, кодирующая напряжение и рядом 3 цифры, 2 определяют емкость, а последняя – количество нулей. А205 значит 10 В и 2 мкФ.
  6. Изделия для поверхностного монтажа маркируются кодом из букв и чисел: СА7 – 10 мкФ и 16 В.
  7. Кодировки – цветом корпуса.

Маркировка IEC, национальные обозначения и кодировки брендов делают запоминание кодов бессмысленным. Разработчикам аппаратуры и мастерам-ремонтникам требуются справочные источники.

Вычисление с помощью формул

Вычисление номинальной емкости элемента требуется в 2 случаях:

  1. Конструкторы электронной аппаратуры рассчитывают параметр при создании схем.
  2. Мастера при отсутствии конденсаторов подходящей мощности и емкости используют расчет элемента для подбора из доступных деталей.

RC цепи рассчитывают с применением величины импеданса – комплексного сопротивления (Z). Rа – потери тока на нагревание участников цепи. Ri и Rе – учитывают влияние индуктивности и ёмкости элементов. На выводах резистора в RC цепи напряжение Uр обратно пропорционально Z.

Тепловое сопротивление увеличивает потенциал на нагрузке, а реактивное уменьшает. Работа конденсатора на частотах выше резонансных, когда растет реактивная составляющая комплексного сопротивления, приводит к потерям напряжения.

Частота резонанса обратно пропорциональна способности накапливать заряд. Из формулы для определения Fр вычисляют, какие значения Ск (емкости конденсатора) требуются для работы цепи.

Для расчета импульсных схем используют постоянную времени цепи, определяющую воздействие RC на структуру импульса. Если знают сопротивление цепи и время заряда конденсатора, по формуле постоянной времени вычисляют емкость. На истинность результата влияет человеческий фактор.

Мастера используют параллельные и последовательные соединения конденсаторов. Формулы расчета обратны формулам для резисторов.

Последовательное соединение делает емкость меньше меньшей в соединении элементов, параллельная схема суммирует величины.

Как измерить ёмкость конденсатора мультиметром?

Измеряя параметры, конденсатор предварительно разряжают, замкнув выводы между собой отверткой с изоляцией на ручке. Если этого не сделать, маломощный мультиметр выйдет из строя.

Ответ на вопрос, как проверить емкость конденсатора мультиметром с режимом “Сх” такой:

  1. Включить режим “Сх” и подобрать предел замера – 2000 пФ – 20 мкФ в стандартном приборе;
  2. Вставить конденсатор в гнезда в приборе или приложить щупы к выводам конденсатора и посмотреть значение на шкале прибора.

Амперовольтметром или мультиметром определяют наличие внутри корпуса короткого замыкания или обрыва.

Полярный конденсатор включают в цепь прибора с учетом направления тока. Электроды изделия производители маркируют. Конденсатор, рассчитанный для напряжения 1-3 В, при обратном токе выше нормы выйдет из строя.

Перед тем как измерить характеристики, полярный электролитический конденсатор выпаивают из платы. Включают мультиметр в режим измерения сопротивления или проверки полупроводников. Прикладывают щупы к электродам полярного конденсатора – плюс к плюсу, минус к минусу. Исправная емкость покажет плавный рост сопротивления. По мере заряда ток уменьшается, ЭДС растет и достигает напряжения источника питания.

Обрыв в конденсаторе будет выглядеть на мультиметре как бесконечное сопротивление. Прибор не отреагирует или стрелка на аналоговом экземпляре едва шевельнется.

При пробое элемента измеряемый параметр не соответствует номинальному значению в меньшую сторону, пропорционально величине пробоя.

Если задаться вопросом, как измерить мультиметром комплексное или эквивалентное последовательное сопротивление (ESR конденсатора), то без приставки сделать это проблематично. Реактивные свойства конденсатор проявляет при высокочастотном токе.

Прочие способы измерения

Измеритель емкости конденсаторов своими руками собирают по схемам импульсных устройств. Последовательности RC цепей с переменными резисторами создают на выходе изделия серии сигналов со ступенчатым изменением частоты. Для наладки устройства используют мультиметр, с которым будет применяться приставка.

Набор проверенных конденсаторов поочередно подключают к конструкции и настраивают точность работы в каждом поддиапазоне.

Измеритель ёмкости полярных электролитических элементов своими руками схематически реализуется и настраивается, как часть приставки без колебательного контура. На выходе вместо импульсного – постоянное напряжение.

В цифровых измерителях ёмкости источник питания – высокостабильный. “Плавающие” параметры элементов, из которых собирается схема, дадут неприемлемую для точности измерений погрешность.

На логических элементах создаются источники переменного импульсного тока для замеров ESR.

Недорогие приборы для измерения емкости конденсатора, типа мостовых RLC устройств с дополнительной функцией проверки SMD сопротивлений, сетевой зарядкой и жидкокристаллическим дисплеем, сами размером с палец. Выполняют функции профессионального метрологического комплекса. Способны выступать в роли измерителя емкости электролитических конденсаторов, как полярных, так и переменных.

{SOURCE}

Методы измерения емкости, входящего тока, внутреннего сопротивления и ESR

% PDF-1.6 % 287 0 объект > / Метаданные 368 0 R / Страницы 284 0 R / StructTreeRoot 84 0 R / Тип / Каталог / Просмотрщик Настройки >>> эндобдж 321 0 объект > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 368 0 объект > поток False11.08.522018-11-06T16: 33: 30.078-05: 00 Библиотека Adobe PDF 11.0Eatonfbd8739bef2a157818271cab46c704a8027b31be221544 Методы измерения емкости, тока на входе, внутреннего сопротивления и ESR | Техническая нота 5502 | Библиотека PDF EatonAdobe 11.0falseAdobe InDesign CC 2014 (Macintosh) 2018-10-30T09: 28: 33.000-07: 002018-10-30T12: 28: 33.000-04: 002015-06-11T11: 45: 02.000-04: 00application / pdf

  • en
  • 2018-11-13T14: 33: 10.066-05: 00
  • Eaton
  • Методы измерения емкости
  • приток тока
  • внутреннее сопротивление и СОЭ | Техническая нота 5502 | Eaton
  • Методы измерения емкости, входящего тока, внутреннего сопротивления и ESR
  • uuid: bd8487d8-7c34-4075-bb78-38d956775753uuid: e038444a-4348-4c69-ade4-9d2cf756a0b7
  • eaton: resources / Technical-resources / product-specguides
  • eaton: language / en-us
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство телевизоров
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство b-суперконденсаторов
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство hb-supercapacitor
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство суперконденсаторов hv
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство суперконденсаторов kr
  • eaton: систематика продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство суперконденсаторов квт
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство м-суперконденсаторов
  • eaton: систематика продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство pb-supercapacitor
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство phb-суперконденсаторов
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство суперконденсаторов phv
  • eaton: систематика продуктов / электроника / суперконденсаторы / семейство суперконденсаторов pm
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / xb-суперконденсаторы
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / суперконденсаторы xl60
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / xt-суперконденсаторы
  • eaton: систематизация продуктов / электроника / суперконденсаторы / xv-суперконденсаторы
  • конечный поток эндобдж 284 0 объект > эндобдж 84 0 объект > эндобдж 85 0 объект > / Pa1> / Pa10> / Pa2> / Pa3> / Pa4> / Pa5> / Pa6> / Pa8 >>> эндобдж 86 0 объект > эндобдж 87 0 объект > эндобдж 88 0 объект > эндобдж 89 0 объект [279 0 R 278 0 R 278 0 R 278 0 R 247 0 R 277 0 R 276 0 R 275 0 R 271 0 R 270 0 R 269 0 R 265 0 R 264 0 R 263 0 R 259 0 R 258 ​​0 R 257 0 R 199 0 R 200 0 R 200 0 R 201 0 R 200 0 R 241 0 R 242 0 R 241 0 R 240 0 R 237 0 R 236 0 R 233 0 R 232 0 R 231 0 R 227 0 R 226 0 R 225 0 R 221 0 R 220 0 R 219 0 R 215 0 R 214 0 R 213 0 R 243 0 R 244 0 R 244 0 R 244 0 R 244 0 R 244 0 R 244 0 R 244 0 R 245 0 R 246 0 246 руб. 246 0 прав. 151 0 прав. 156 0 прав. 280 0 прав. 282 0 прав. 283 0 прав. 282 0 руб.] эндобдж 90 0 объект [null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null null 91 0 R 92 0 R 93 0 R 94 0 R 95 0 R 96 0 R 97 0 R 98 0 R 99 0 R 100 0 R 101 0 R 102 0 R 103 0 R 104 0 105 0 R 106 0 R 107 0 R 108 0 R 109 0 R 110 0 R 111 0 R 110 0 R 112 0 R 113 0 R 114 0 R 115 0 R 115 0 R 115 0 R 116 0 R 117 0 R 118 0 R 119 0 R 120 0 R 121 0 R 121 0 R 122 0 R 123 0 R 124 0 R 125 0 R 126 0 R 127 0 R 127 0 R 127 0 R 128 0 R 129 0 R 128 0 R 130 0 R 131 0 R 130 0 R 132 0 R 133 0 R 134 0 R 133 0 R 135 0 R 133 0 R 136 0 R 137 0 R 136 0 R 138 0 R 136 0 R 139 0 R 140 0 R 141 0 R 142 0 143 0 рэнд] эндобдж 91 0 объект > / K 58 / P 145 0 R / Pg 1 0 R / S / Рисунок >> эндобдж 92 0 объект > эндобдж 93 0 объект

    Основы конденсаторов [Урок 7] Метод измерения электростатической емкости керамических конденсаторов

    Направляющая конденсатора

    В этой технической колонке описаны основные сведения о конденсаторах.
    В этом уроке описывается метод измерения электростатической емкости керамических конденсаторов.

    1. Измерительные приборы

    Электростатическая емкость керамических конденсаторов обычно измеряется с помощью измерителя LCR.

    Внешний вид измерителя LCR

    2. Принцип измерения

    Типичной системой измерения измерителей LCR является «метод автоматической балансировки моста», как показано на рисунке ниже.Принцип измерения следующий.
    DUT — это аббревиатура от «Device Under Test» и относится к измеряемому элементу. Усилитель с высоким коэффициентом усиления автоматически регулирует уровень усиления так, чтобы электрический ток, протекающий через резистор R, был равен току, протекающему через DUT; то есть сторона с низким потенциалом (сторона L-конца на рисунке) ИУ всегда равна виртуальному уровню земли (электрический потенциал = 0). Фазовые углы входного напряжения E1 и выходного напряжения E2 в это время также измеряются и составляют:

    E1 = | E1 | θ1 = | E1 | cosθ1 + j | E1 | sinθ1
    E2 = | E2 | ∠θ2 = | E2 | cosθ2 + j | E2 | sinθ2

    Импеданс Zx ИУ может быть получен из этих фазовых углов и сопротивления обратной связи R следующим образом:

    Zx = R ・ E1 / E2
    = R ・ | E1 / E2 | ・ {cos (θ1-θ2) + jsin (θ1-θ2)}

    Здесь действительная часть — это Rx, мнимая часть — это Xx, а электростатическая емкость Cx ИУ может быть получена из полученного значения Xx с использованием уравнения Xx = j / ωCx.

    3. Примечания

    Электростатическая емкость керамических конденсаторов должна быть измерена с использованием правильных условий измерения, указанных в технических характеристиках или других документах. Следует соблюдать осторожность, поскольку условия могут отличаться в зависимости от номинального значения электростатической емкости и других факторов. Этими условиями в основном являются термообработка перед измерением, напряжение измерения и частота измерения.
    Кроме того, компоненты остаточного импеданса и проводимости измерительного терминала, включая измерительный кабель, влияют на фактические результаты измерения, поэтому измерительный терминал должен быть откалиброван.Измерительный терминал калибруется путем измерения значения до той части, где кончик терминала непосредственно контактирует с тестируемым устройством, а затем вычитанием импеданса и других составляющих из результатов измерения. Это означает, что калибровочное значение необходимо измерить заранее. Калибровка обычно состоит из короткой калибровки и открытой калибровки. Подробное описание этих измерений см. В следующем документе.

    Измерение емкости и коэффициента рассеяния микросхем многослойных керамических конденсаторов
    * PDF 195KB

    Ответственное лицо: Murata Manufacturing Co., ООО Мартин

    Сопутствующие товары

    Конденсатор

    Керамический конденсатор

    Статьи по теме

    Будьте в курсе!

    Получайте электронные письма от Мураты с последними обновлениями на этом сайте.
    Информационный бюллетень Murata (электронный информационный бюллетень)

    mail_outline

    Как проверить конденсатор?

    В этом руководстве мы увидим, как проверить конденсатор и выяснить, работает ли конденсатор должным образом или он неисправен.Конденсатор — это электронный / электрический компонент, который накапливает энергию в виде электрического заряда. Конденсаторы часто используются в печатных платах электроники или небольшом количестве электрических приборов и выполняют множество функций.

    Зачем нам тестировать конденсатор?

    Когда конденсатор помещается в активную цепь (цепь с протекающим активным током), в конденсаторе (на одной из его пластин) начинает накапливаться заряд, и как только пластина конденсатора больше не может принимать заряд, это означает, что конденсатор полностью заряжен.

    Теперь, если схема требует этого заряда (например, байпасный конденсатор), конденсатор возвращает заряд обратно в схему, и это продолжается до тех пор, пока заряд не будет полностью снят или цепь не перестанет требовать. Эти действия называются зарядкой и разрядкой конденсатора.

    В основном конденсаторы можно разделить на электролитические и неэлектролитические. Как и все электрические и электронные компоненты, конденсатор также чувствителен к скачкам напряжения, и такие колебания напряжения могут необратимо повредить конденсаторы.

    Электролитический конденсатор часто выходит из строя из-за разряда большего тока за короткий период времени или не может удерживать заряд из-за высыхания со временем. С другой стороны, неэлектролитические конденсаторы выходят из строя из-за утечек.

    Существуют разные методы проверки правильности работы конденсатора. Давайте посмотрим на некоторые методы проверки конденсатора.

    ПРИМЕЧАНИЕ: Некоторые из упомянутых здесь методов могут быть не лучшими способами проверки конденсатора. Но мы включили эти методы, чтобы указать возможности.Будь очень осторожен.

    Как разрядить конденсатор?

    Прежде чем продолжить и рассмотреть различные методы тестирования конденсатора, давайте разберемся, как правильно разрядить конденсатор. Это очень важно, потому что конденсаторы могут удерживать заряд даже при отключении питания. Если конденсатор не разряжен должным образом и если вы случайно коснетесь выводов конденсатора, он разрядится через ваше тело и вызовет поражение электрическим током.

    Есть несколько способов разрядить конденсатор.Будет специальное руководство о том, как разрядить конденсатор, но пока давайте очень кратко рассмотрим оба этих метода.

    Использование отвертки

    ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Этот метод не является предпочтительным (особенно если вы новичок), так как при разряде будут образовываться искры, которые могут вызвать ожоги или другие повреждения. Используйте этот метод в крайнем случае.

    Если конденсатор находится в цепи (на печатной плате), то правильно распаяйте его и не прикасайтесь к клеммам конденсатора.Теперь возьмите изолированную отвертку (с более длинной ручкой) и возьмите ее в одну руку. Возьмите конденсатор другой рукой и прикоснитесь металлической частью отвертки к обоим выводам конденсатора.

    Вы увидите искры и услышите треск, указывающий на электрический разряд. Повторите несколько раз, чтобы убедиться, что конденсатор полностью разряжен.

    Использование разрядного резистора (стравливающего резистора)

    Теперь мы увидим безопасный способ разрядить конденсатор.Этот метод часто используется в источниках питания и других подобных схемах, где резистор, известный как Bleeder Resistor, размещается параллельно выходному конденсатору, так что при отключении питания оставшийся заряд в конденсаторе разряжается через этот резистор. .

    Возьмите резистор большого номинала (обычно несколько килоомов) с высокой номинальной мощностью (например, 5 Вт) и подключите его к клеммам конденсатора. Вместо прямого подключения можно использовать провода с зажимами типа «крокодил» на обоих концах.Конденсатор будет медленно разряжаться, и вы можете контролировать напряжение на выводах конденсатора с помощью мультиметра.

    Существует простой в использовании «Калькулятор безопасного разряда конденсатора» от Digi-Key. Используйте этот инструмент как отправную точку.

    Например, предположим, что у нас есть конденсатор емкостью 1000 мкФ, рассчитанный на 50 В, и мы хотим разрядить этот конденсатор до 1 В. При использовании резистора 1 кОм для разряда конденсатора потребуется почти 4 секунды. Также номинальная мощность резистора должна быть не менее 2.5Вт.

    ПРИМЕЧАНИЕ. Резисторы высокой мощности обычно дороги по сравнению с обычными резисторами (1/4 или 1/2 Вт).

    Метод 1 Проверка конденсатора с помощью мультиметра с настройкой емкости

    Это один из самых простых, быстрых и точных способов проверки конденсатора. Для этого нам понадобится цифровой мультиметр с функцией измерителя емкости. Большинство цифровых мультиметров среднего и высокого уровня имеют эту функцию.

    Измеритель емкости на цифровых мультиметрах часто отображает емкость конденсатора, но несколько метров отображают другие параметры, такие как ESR, утечку и т. Д.

    • Чтобы проверить конденсатор с помощью цифрового мультиметра с измерителем емкости, можно выполнить следующие шаги.
    • Отсоедините конденсатор от печатной платы и полностью разрядите его.
    • Если номинальные параметры конденсатора видны на его корпусе, запишите это. Обычно емкость в фарадах (часто микрофарадах) печатается на корпусе вместе с номинальным напряжением.
    • В цифровом мультиметре установите ручку для измерения емкости.
    • Подключите щупы мультиметра к клеммам конденсатора.В случае поляризованного конденсатора подключите красный щуп к положительному выводу конденсатора (как правило, к более длинному проводу), а черный щуп к отрицательному выводу (обычно сбоку будет маркировка). В случае неполяризованного конденсатора, подключите его в любом случае, поскольку они не имеют полярности.
    • Теперь проверьте показания цифрового мультиметра. Если показания мультиметра ближе к реальным значениям (указанным на конденсаторе), то конденсатор можно считать хорошим конденсатором.
    • Если разница между фактическим значением и измеренным показанием значительно (или иногда равна нулю), то вам следует заменить конденсатор, так как он мертв.

    Используя этот метод, можно измерить емкость конденсаторов от нескольких нанофарад до нескольких сотен микрофарад.

    Метод 2 Проверка конденсатора с помощью мультиметра без настройки емкости

    Большинство недорогих и дешевых цифровых мультиметров не включают измеритель емкости или настройки емкости.Даже с этими мультиметрами мы можем проверить конденсатор.

    • Снимите конденсатор со схемы или платы и убедитесь, что он полностью разряжен.
    • Настройте мультиметр на измерение сопротивления, т. Е. Установите ручку в положение «Ом» или «Настройки сопротивления». Если существует несколько диапазонов измерения сопротивления (на ручном мультиметре), выберите более высокий диапазон (часто от 20 кОм до 200 кОм).
    • Подключите щупы мультиметра к выводам конденсатора (красный к плюсу и черный к минусу в случае поляризованных конденсаторов).
    • Цифровой мультиметр покажет значение сопротивления на дисплее и вскоре отобразит сопротивление разомкнутой цепи (бесконечность). Запишите показания, отображаемые за этот короткий период.
    • Отсоедините конденсатор от мультиметра и повторите проверку несколько раз.
    • Каждая попытка теста должна показывать на дисплее аналогичный результат для исправного конденсатора.
    • Если при дальнейших испытаниях сопротивление не изменилось, конденсатор неисправен.

    Этот метод тестирования конденсатора может быть неточным, но позволяет различать хорошие и плохие конденсаторы. Этот метод также не дает данных о емкости конденсатора.

    Метод 3 Тестирование конденсатора путем измерения постоянной времени

    Этот метод применим только в том случае, если известно значение емкости и если мы хотим проверить, исправен ли конденсатор или нет. В этом методе мы измеряем постоянную времени конденсатора и выводим емкость из измеренного времени.Если измеренная емкость и фактическая емкость одинаковы, то конденсатор исправен.

    ПРИМЕЧАНИЕ: Осциллограф будет лучшим инструментом для этого метода, чем мультиметр.

    Постоянная времени конденсатора — это время, необходимое конденсатору для зарядки до 63,2% приложенного напряжения при зарядке через известный резистор. Если C — емкость, R — известный резистор, то постоянная времени TC (или греческий алфавит Tau — τ) задается как τ = RC.

    • Сначала убедитесь, что конденсатор отсоединен от платы и правильно разряжен.
    • Подключите известный резистор (обычно резистор 10 кОм) последовательно с конденсатором.
    • Завершите цепь, подключив источник питания известного напряжения.
    • Включите источник питания и измерьте время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% напряжения питания. Например, если напряжение питания составляет 12 В, то 63,2% от этого значения составляет около 7,6 В.
    • По этим значениям «Время и сопротивление» измерьте емкость и сравните ее со значением, указанным на конденсаторе.
    • Если они похожи или почти равны, конденсатор работает нормально. Если разница огромна, нам нужно заменить конденсатор.

    Также можно рассчитать время разряда. В этом случае можно измерить время, необходимое конденсатору для разряда до 36,8% от пикового напряжения.

    Метод 4 Проверка конденсатора с помощью простого вольтметра

    Все конденсаторы рассчитаны на максимальное напряжение, с которым они могут работать. Для этого метода проверки конденсатора мы будем использовать номинальное напряжение конденсатора.

    • Снимите конденсатор с платы или схемы и должным образом разрядите его. При желании можно удалить из цепи только один вывод.
    • Посмотрите номинальное напряжение на конденсаторе. Обычно он обозначается как 16 В, 25 В, 50 В и т. Д. Это максимальное напряжение, которое может выдерживать конденсатор.
    • Теперь подключите выводы конденсатора к источнику питания или батарее, но напряжение должно быть меньше максимального номинального значения. Например, на конденсаторе с максимальным номинальным напряжением 16 В вы можете использовать батарею 9 В.
    • Если у вас настольный блок питания, вы можете установить напряжение ниже номинального напряжения конденсатора.
    • Зарядите конденсатор на короткое время, скажем, 4–5 секунд и отключите питание.
    • Установите цифровой мультиметр на настройки вольтметра постоянного тока и измерьте напряжение на конденсаторе. Подключите соответствующие клеммы вольтметра и конденсатора.
    • Начальное значение напряжения на мультиметре должно быть близко к напряжению, подаваемому на исправный конденсатор.Если разница большая, значит конденсатор неисправен.

    Следует учитывать только начальные показания мультиметра, так как значение будет медленно падать. Это нормально.


    Метод 5 Проверьте конденсатор с помощью аналогового мультиметра (AVO Meter)

    Аналоговые мультиметры, как и цифровые мультиметры, могут измерять различные величины, такие как ток (A), напряжение (V) и сопротивление (O). Чтобы проверить конденсатор с помощью аналогового мультиметра, мы собираемся использовать его функцию омметра.

    • Как обычно, отключите конденсатор и разрядите его. Вы можете разрядить конденсатор, просто закоротив провода (очень опасно — будьте осторожны), но простой способ — использовать нагрузку, такую ​​как резистор высокой мощности или светодиод.
    • Установите аналоговый мультиметр в положение омметра и, если имеется несколько диапазонов, выберите более высокий диапазон.
    • Подсоедините выводы конденсатора к щупам мультиметра и наблюдайте за показаниями мультиметра.
    • У хорошего конденсатора сопротивление вначале будет низким и постепенно будет увеличиваться.
    • Если сопротивление постоянно низкое, конденсатор закорочен, и его необходимо заменить.
    • Если стрелка не движется или сопротивление всегда показывает более высокое значение, конденсатор является открытым конденсатором.

    Этот тест может применяться как к сквозным, так и к поверхностным конденсаторам.

    Метод 6 Замыкание выводов конденсатора (традиционный метод — только для профессионалов)

    Описанный здесь метод является одним из старейших методов проверки конденсатора и проверки того, хороший он или плохой.

    Предупреждение: Этот метод очень опасен и предназначен только для профессионалов. Его следует использовать как последний вариант для проверки конденсатора.

    Безопасность: Метод описан для источника переменного тока 230 В. Но из соображений безопасности можно использовать источник питания 24 В постоянного тока. Даже при 230 В переменного тока нам необходимо использовать последовательный резистор (высокой номинальной мощности) для ограничения тока.

    • Проверяемый конденсатор должен быть отключен от цепи и должным образом разряжен.
    • Подключите выводы конденсатора к клемме питания. Для 230 В переменного тока необходимо использовать только неполяризованные конденсаторы. Для 24 В постоянного тока можно использовать как поляризованные, так и неполяризованные конденсаторы, но с правильным подключением поляризованных конденсаторов.
    • Включите источник питания на очень короткое время (обычно от 1 секунды до 5 секунд), а затем выключите его. Отсоедините выводы конденсатора от источника питания.
    • Замкните клеммы конденсатора металлическим контактом.Убедитесь, что вы хорошо изолированы.
    • Искра от конденсатора может использоваться для определения состояния конденсатора. Если искра большая и сильная, то конденсатор в хорошем состоянии.
    • Если искра малая и слабая, необходимо заменить конденсатор.

    Этот метод можно использовать для конденсаторов с меньшей емкостью. Этот метод может только определить, может ли конденсатор удерживать заряд или нет.

    Заключение

    Полное руководство для начинающих по различным способам тестирования конденсатора.Узнайте, как проверить конденсатор, как правильно разрядить конденсатор перед тестированием, какие методы безопасны для использования новичками.

    Измерение емкости с помощью различных измерительных приборов

    Емкость измеряется с помощью мультиметра, измерителя LCR и осциллографа.

    Обычно конденсаторы снабжены метриками — емкостью и рабочим напряжением — напечатанными или имеют цветовую маркировку на компоненте. Емкость, указанная на этикетке, обычно имеет разумный допуск.Для большинства приложений широкий диапазон значений будет работать должным образом. Что касается рабочего напряжения, вы никогда не узнаете, пока не станет слишком поздно, и единственный способ проверить его — разрушить.

    Есть несколько способов проверить емкость. Если у вас есть мультиметр с режимом проверки конденсаторов, это то, что вам нужно. В противном случае вам придется использовать режим измерения сопротивления, с помощью которого можно получить определенный объем информации, но не точное значение емкости.

    Мультиметр Fluke 287 True RMS — очень качественный прибор.Для измерения конденсатора подключите черный щуп к общему порту, а красный щуп — к комбинированному порту диод-конденсатор. Когда прибор включен, нажмите F1, что, как вы можете видеть на дисплее, соответствует меню. Используйте стрелку вверх или вниз, чтобы выделить диод-конденсатор. Затем нажмите F2, что соответствует конденсатору. В конденсаторном режиме прибор автоматически выбирает диапазон, поэтому он сам позаботится о себе.

    Теперь мы готовы провести несколько измерений емкости. Вот несколько примеров.

    Это умножитель розеток переменного тока, обычно называемый кубом. Можно ожидать, что у него есть измеримая емкость, потому что есть два электрода на конечном расстоянии друг от друга, а воздух между ними составляет слой электролита. Поскольку пластины маленькие и относительно далеко друг от друга, а электролитическая постоянная воздуха не очень высока, емкость будет довольно маленькой. И, как видите, это даже не считывание.

    Другой эксперимент — обернуть один из датчиков бумагой и привести его в контакт с другим датчиком, расположив их параллельно друг другу.И здесь есть определенное прочтение.

    Электролитические конденсаторы можно проверить мультиметром в режиме Ом. Если измеритель не имеет автоматического выбора диапазона, установите его на мегомный диапазон и подключите щупы к проводам. Если устройство закорочено или разомкнуто, конечно, оно неисправно. В противном случае, в зависимости от полярности подключения, сопротивление в омах будет либо повышаться, либо понижаться определенным образом. Скорость кажется сначала очень стабильной, заметно замедляясь только по мере приближения к конечной точке.Происходит то, что конденсатор заряжается или разряжается из-за внутренней батареи измерителя, которая через делитель напряжения подает что-то вроде трехвольтового смещения, которое используется для измерения сопротивления. Электрики, проверяющие конденсатор двигателя, называют это странное явление «счетом», и это говорит о том, что конденсатор исправен.

    Если этих типов измерений недостаточно для вашего приложения, следующим шагом будет измеритель LCR. Процедура использования этого прибора такая же, как и для мультиметра в режиме измерения емкости.Просто закрепите провода и снимите показания.

    Измеритель LCR — очень сложный прибор. Во-первых, он может измерять индуктивность в компоненте, в электронном оборудовании или распределенной по сети связи или электросети.

    Измеритель LCR работает путем подачи переменного напряжения на рассматриваемое устройство. Затем измеряются напряжение и ток через компонент. Кроме того, в приборах высокого класса измеритель LCR вычисляет фазовый угол между напряжением и током, тем самым отображая емкость или индуктивность с высокой степенью повторяемости.

    Осциллограф также можно использовать для измерения емкости. Для этого прямоугольная волна от генератора произвольной функции прикладывается к известному сопротивлению последовательно с неизвестной емкостью.

    Используйте курсоры, чтобы найти истекшее время. Курсор Y расположен на уровне 63,2 процента от пикового значения формы сигнала, которое по определению является амплитудой, соответствующей постоянной времени цепи, состоящей из последовательно соединенных резистора и конденсатора. Затем курсор X опускается вниз, чтобы пересечь ось X, а расстояние между этой точкой и пересечением осей X и Y (известное как начало координат) является истекшим временем.

    Прошедшее время вместе с известным сопротивлением подставляется в известное уравнение:

    C = R / т

    Где C — емкость, R — номинал резистора, а t — прошедшее время. Чтобы упростить вычисления, следует выбрать резистор 1 кОм, а для прямоугольной волны в генераторе произвольной функции следует установить размах в один вольт, что для прямоугольной волны равно среднеквадратичному значению.

    Существуют и другие методы определения емкости или индуктивности с помощью осциллографа.Например, резонансный контур может быть построен с использованием известных и неизвестных устройств, а пиковая частота может быть измерена.

    Спасибо за просмотр. Новые видео добавляются периодически, поэтому проверяйте их почаще.

    (PDF) Измерение емкости различных типов конструкций

    Измерение емкости различных типов конструкций

    Мирослав Дулик *, Станислав Юрецка

    * Университет Жилины, Институт Аурела Стодола, Липтовски Микулаш, Словацкая Республика e-mail : dulik @ lm.uniza.sk

    † Университет Жилины, Институт Аурела Стодола, Липтовски Микулаш, Словацкая Республика e-mail: [email protected]

    Аннотация. Измерение емкости-напряжения является одним из методов

    для получения информации о электрическая система,

    цепь или элемент цепи. Различные конденсаторы имеют разные свойства

    , такие как максимальная емкость или переменная емкость

    в зависимости от входного напряжения. Эта вторая характеристика

    особенно характерна для МОП-структур.

    Для измерения этой переменной емкости необходимо использовать измерительное устройство

    , способное изменять входное напряжение

    и измерять напряжение конденсатора в течение всего процесса зарядки

    . Предложена экспериментальная методика

    для анализа переходных процессов, связанных с зарядкой емкостных цепей

    .

    Ключевые слова: измерение, методы, емкость, конденсатор,

    МОП, полупроводники

    I.ВВЕДЕНИЕ

    Измерение емкости-напряжения — это метод, который обычно не предоставляется стандартными измерительными приборами

    .

    Емкость — основное свойство конденсаторов, но полупроводники MOS

    имеют несколько другие свойства в этой области

    . Стандартные устройства и измерительные карты предлагают

    для измерения основных характеристик схемы, но более

    расширенных функций обычно не используются. Существует множество коммерческих устройств

    , предлагающих множество опций, но их основным недостатком

    является высокая цена и лишь частичный контроль

    над всем процессом измерения.Они просто предоставляют несколько функций

    для измерения требуемых значений, без какой-либо возможности

    изменить или обновить их в будущем

    в соответствии с требованиями пользователя. В этой статье рассматривается

    — одно из устройств, разработанных в Жилинском университете,

    , предлагающее простые, но эффективные методы измерения. Это устройство

    было разработано в рамках проекта APVV, касающегося

    МОП-структур.

    II. ТЕОРИЯ

    Чтобы объяснить основные этапы процесса измерения, необходима базовая теория

    измерения емкости.

    A. Постоянная времени

    Все электрические или электронные схемы или системы

    страдают от некоторой формы «задержки по времени» между его входом и выходом

    , когда сигнал или напряжение, либо непрерывное, (DC)

    или переменный (AC) сначала применяется к нему. Эта задержка составляет

    , обычно известная как временная задержка или постоянная времени схемы

    , и это временная характеристика схемы, когда сначала подается ступенчатое напряжение или сигнал

    .Результирующая постоянная времени

    любой цепи или системы будет в основном зависеть от

    реактивных компонентов, емкостных или индуктивных

    , подключенных к ней, и является измерением времени отклика

    с единицами измерения Тау — τ. Когда возрастающее напряжение постоянного тока

    приложено к разряженному конденсатору, конденсатор потребляет зарядный ток

    и «заряжается». Когда напряжение на

    уменьшилось, конденсатор разряжается в противоположном направлении

    .Поскольку конденсаторы способны накапливать электрическую энергию

    , они действуют как маленькие батареи и могут накапливать или выделять энергию

    по мере необходимости. [1]

    Если резистор подключен последовательно с конденсатором

    , образующим RC-цепь, конденсатор будет постепенно заряжаться через резистор до

    , пока напряжение на конденсаторе

    не достигнет напряжения питания. Время

    , называемое переходной характеристикой, необходимое для того, чтобы это произошло, равно

    , что эквивалентно примерно 5 постоянным времени или 5τ.Это переходное время отклика

    τ измеряется в единицах τ = R x C, в

    секундах, где R — значение резистора в омах, а

    C — значение конденсатора в фарадах. [1]

    B. RC-цепь зарядки

    На рисунке (рис. 1) ниже показан конденсатор (C) в серии

    с резистором (R), образующим RC-цепь зарядки

    , подключенную к источнику постоянного тока (VS ) через механический переключатель

    . Когда переключатель замкнут, конденсатор

    будет постепенно заряжаться через резистор, пока напряжение

    на нем не достигнет напряжения питания батареи.Когда

    переключатель замкнут, время начинается с t = 0, и ток

    начинает течь в конденсатор через резистор. Поскольку начальное напряжение

    на конденсаторе равно нулю (VC = 0), конденсатор

    выглядит как короткое замыкание, и максимальный ток

    протекает через цепь, ограниченную только резистором

    R. Затем, используя напряжение Кирхгофа. По закону

    падения напряжения в цепи имеют вид [1]:

    0) () (.= −− tVtiRV CS (1)

    C. Кривые зарядки RC

    Конденсатор начинает заряжаться, как показано (рис. 2), с

    подъем кривой зарядки RC более крутой в начале

    , потому что скорость самая высокая в начале, а затем

    Постоянная времени RC

    Измерение постоянной времени в RC-цепи

    В этом лабораторном эксперименте мы будем измерять постоянную времени τ RC-цепи с помощью три разных метода.На рисунке 1 мы нарисовали последовательную RC-цепь.


    Рисунок 1 — Схема RC-цепи
    Когда переключатель находится в положении 1, источник напряжения подает ток на резистор и конденсатор. Заряд оседает на пластинах конденсатора. Сначала на пластинах очень мало заряда, однако со временем заряд идет на пластины накапливаются, и повышенное напряжение на конденсаторе уменьшит протекание тока через цепь. Мы можем увидеть это в следующем уравнении цикла:

    V o + V r + V c = 0
    или
    V o — iR — q / C = 0

    По мере того, как q становится больше, я должен уменьшаться, чтобы компенсировать это.Со временем текущий со временем приблизится к нулю. Когда переключатель переводится в положение 2, аккумулятор извлекается из цепи, и заряд, накопившийся в конденсаторе, проходит через резистор. В этом случае уравнение выглядит следующим образом:

    iR + q / C = 0
    или
    dq / dt R + q / C = 0

    Это дифференциальное уравнение первого порядка имеет решение в виде экспоненты:
    q (t) = q o e (- t / τ)

    Где τ = RC.Эта функция затухания изображена на рисунке 2:


    Рисунок 2 — Экспоненциальное затухание

    Учитывая значения R и C в большинстве схем, очень трудно «наблюдать» за распадом. В этой лабораторной работе мы немного схитрим, мы будем подключать нашу RC-цепь не к источнику напряжения. с переключателем, но с функциональным генератором, который выдает прямоугольный сигнал. Это будет действовать как «включено» и «выключено» напряжение питания сотни или тысячи раз в секунду. Затем мы можем наблюдать напряжение на схему на осциллографе, и оттуда измерить τ.

    Процедура:
    С помощью осциллографа измерьте прямоугольный выходной сигнал функционального генератора. Установить размах напряжения не менее десяти вольт и поместите форму сигнала на экран осциллографа таким образом, чтобы было легко измерить напряжения. При этом также убедитесь, что измеренный период на вашем осциллографе — это то, что вы ожидаете от частоты от функционального генератора. А Распространенной ошибкой в ​​этой лабораторной работе является использование неоткалиброванной шкалы времени.

    На макете последовательно подключите конденсатор и резистор.Выберите пару с RC 10 -4 секунд или меньше. Однако обратите внимание, что если вы выберете конденсатор с очень малой емкостью, то емкость остальной части схемы будет преобладать при измерении τ. Если ваши результаты для номера метода №1 категорически не согласен с методами №2 и №3, значит, вы проигнорировали предупреждение о выборе очень маленького емкость.

    Метод №1
    Первый способ измерения τ — это считывание R&C непосредственно с компонентов самих себя.Поскольку конденсаторы обычно имеют погрешности ± 20%, какова погрешность, связанная с этим измерением?

    Метод №2
    Подключите осциллограф для измерения напряжения на конденсаторе. См. Рисунок 3. Обратите внимание, что конденсатор должен подключаться к земле, а не к резистору. Подумайте об этой детали, когда будете проводить измерения. если ты при неправильном измерении можно заземлить обе стороны конденсатора, фактически исключив его из цепи.


    Рисунок 3 — Фотография RC-цепи

    На вашем прицеле проверьте напряжение на конденсаторе.Это должно выглядеть примерно так, как показано на рисунке 4. Обратите внимание, что возможно, вам придется настроить запуск на вашем осциллографе .


    Рисунок 4 — Вверху: диаграмма отклика напряжения Внизу: напряжение на конденсаторе на осциллографе


    Увеличьте период работы генератора функций так, чтобы казалось, что конденсатор полностью разряжен. разрядка. «Взорвите» этот участок графика, изменив временную шкалу, таким образом, вы можете осмотрите его повнимательнее. См. Рисунок 5.
    Рисунок 5 — «Раздутие» затухающей части сигнала

    Нашим вторым методом измерения постоянной времени будет измерение «одной точки». Поскольку e -1 = 0,368, возьмите разницу между самым высоким и самым низким напряжениями, умножьте это на 0,368 и прибавьте к наименьшему Напряжение. Тот будет напряжение на конденсаторе после одного τ. Найдите этот уровень напряжения на экране и измерьте, сколько времени потребовалось для напряжение на конденсаторе снизится до этого значения.Поскольку напряжение соответствует одному затуханию τ, оно прямое измерение τ. Не забудьте указать в записной книжке оценку ошибки. Оцените ошибку таким же образом вы бы оценили погрешность измерения при использовании линейки.

    Метод № 3
    Последний способ измерения τ — это сбор данных во многих точках. Воспользуйтесь тем, что у нас есть цифровые осциллографы, сохраняя данные на карту памяти USB и импортируя данные в Excel. Если вы затем вычислите столбец, который представляет собой натуральный логарифм (ln) вашего напряжения, вы можете построить график этих значений. данные в зависимости от времени и получить оценку τ (на самом деле -1 / τ).Используйте компьютеры в лаборатории, чтобы получить уклон и погрешность уклона. Помните, что некоторые из ваших данных более ценны, чем другие, и удалите точки, которые могут сбить вашу кривую (подумайте об относительной ошибке некоторых баллов по сравнению с другими).

    В заключение обсудите RC-схему, сравните ваши значения τ с их погрешностями и включите свои мысли по поводу лучший способ измерить τ. Обратите внимание, что ваш вывод должен быть прилично длиннее, чем те, которые вы написали, поэтому далеко для этого класса, и что если ваше обсуждение не включает комментарии по поводу неопределенностей в вашем измерений, он не будет считаться завершенным.

    Как 5 способов проверить конденсатор мультиметром?

    I Введение

    Два соседних проводника зажаты слоем непроводящей изолирующей среды, образуя конденсатор. Конденсаторы — один из наиболее часто используемых электронных компонентов. Они играют важную роль в таких схемах, как настройка, обход, связь и фильтрация. Например, их часто используют в цепи настройки транзисторного радиоприемника, цепи связи и цепи обхода цветного телевизора.

    Эта статья в основном знакомит с тем, как правильно использовать мультиметры для проверки конденсаторов и алюминиевых электролитических конденсаторов, включая подробные этапы работы, принципы работы, примечания и пояснения некоторых фундаментальных знаний о конденсаторах.

    У нас также есть соответствующая статья о том, как проверить пусковые конденсаторы, которые могут вас заинтересовать. Не пропустите!

    Как проверить конденсаторы с помощью цифрового мультиметра

    Каталог

    II Определение конденсатора

    Конденсаторы состоят из компонентов, которые накапливают электричество и электрическую энергию (потенциальную энергию).Проводник окружен другим проводником, или все линии электрического поля, излучаемые одним проводником, заканчиваются в проводящей системе другого проводника, называемой конденсатором.

    III Причины и последствия тестирования конденсаторов и характеристик выдерживаемого напряжения

    3.1 Почему мы должны измерять емкость конденсатора?

    Целью измерения значения емкости конденсатора в общем смысле электричества является проверка изменения его значения емкости.Сравнивая измеренное значение со значением, указанным на паспортной табличке, вы можете судить о том, правильна ли внутренняя проводка и ухудшилась ли изоляция из-за влаги, сломался ли компонент и вызвало ли утечка масла уменьшение емкости. Так что будьте осторожны во время существенной операции.

    3.2 Почему конденсаторы должны проходить испытание на выдерживаемое напряжение?

    Испытание на выдерживаемое напряжение относится к испытанию способности выдерживать напряжение различных электрических устройств и конструкций.Процесс приложения высокого напряжения к изолирующему материалу или изолирующей конструкции без нарушения характеристик изоляционного материала считается испытанием на выдерживаемое напряжение. Вообще говоря, основная цель способности выдерживать напряжение — проверить способность изоляции выдерживать рабочее напряжение или перенапряжение, а затем проверить, соответствуют ли характеристики изоляции продукта стандартам безопасности. проверить способность изоляции выдерживать рабочее напряжение или перенапряжение, а затем проверить, соответствуют ли характеристики изоляции оборудования стандартам безопасности.

    Рисунок 1. Тестирование конденсатора

    IV Разница между конденсаторами разной емкости в тесте

    4.1 Тест конденсатора малой емкости

    Емкость конденсатора малой емкости обычно ниже 1 мкФ, потому что емкость слишком мала, зарядка Явление неочевидное, и угол руки вправо при измерении невелик. Поэтому измерить его емкость с помощью мультиметра, как правило, невозможно, а только определить, есть ли у него утечка или пробой.В нормальных условиях значение сопротивления обоих концов мультиметра R × 10 кОм должно быть бесконечным. Если определенное значение сопротивления измерено или значение сопротивления близко к 0, это означает, что в конденсаторе произошла утечка электричества или он был поврежден в результате пробоя.

    Связанная рекомендация: Как проверить керамический дисковый конденсатор

    4.2 Тест конденсатора большой емкости

    Большую емкость обычно можно проверить с помощью 1–10 кОм, посмотрите развертку измерителя во время зарядки и значение сопротивления, указанное на последнем измерителе.Чем ближе к левому краю, тем лучше. Если сопротивление слишком мало, его нельзя использовать.

    4.3 Тест суперконденсатора

    Метод измерения суперконденсаторов полностью отличается от других типов конденсаторов. Суперконденсаторы имеют исключительно большие значения емкости, которые невозможно измерить напрямую с помощью стандартного оборудования. Обычными методами проверки емкости этих конденсаторов являются зарядка суперконденсаторов номинальным напряжением и разрядка суперконденсаторов нагрузкой с постоянным током.

    Рисунок 2. Различные конденсаторы

    В Как проверить конденсаторы с помощью мультиметра?

    5.1 Прямое испытание с конденсатором

    Некоторые цифровые мультиметры имеют функцию измерения емкости, и их диапазоны разделены на пять диапазонов: 2,000p, 20n, 200n, 2μ и 20μ. При измерении вы можете напрямую вставить два контакта разряженного конденсатора в гнездо Cx на плате измерителя и выбрать соответствующий диапазон для считывания отображаемых данных.

    файл 2000p, подходит для измерения емкости менее 2000 пФ; Файл 20n, подходящий для измерения емкости от 2000 пФ до 20 нФ; Файл 200n, подходящий для измерения емкости от 20 до 200 нФ; Файл 2μ, подходит для измерения емкости от 200 нФ до 2 мкФ; Диапазон 20 мкФ, подходит для измерения емкости от 2 мкФ до 20 мкФ.

    Опыт показал, что некоторые типы цифровых мультиметров (например, DT890B +) допускают значительную ошибку при измерении конденсаторов малой емкости ниже 50 пФ, а эталонное значение для измерения емкости ниже 20 пФ практически отсутствует.В это время емкость малого значения может быть измерена последовательным методом.

    Метод: Сначала найдите конденсатор около 220 пФ, с помощью цифрового мультиметра измерьте его фактическую емкость C1, а затем подключите малый конденсатор, который нужно проверить, параллельно, чтобы измерить его общую емкость C2. Разница между ними (C1-C2) заключается в емкости тестируемых конденсаторов малой емкости.

    Этот метод позволяет очень точно измерить малую емкость 1 ~ 20 пФ.

    Рисунок 3. Как проверить конденсатор с помощью мультиметра

    5.2 Проверка с помощью файла сопротивления

    Практика доказала, что процесс зарядки конденсаторов также можно наблюдать с помощью цифрового мультиметра, который фактически отражает изменение зарядного напряжения в дискретных цифровых величинах. . Предполагая, что скорость измерения цифрового мультиметра составляет n раз в секунду, в процессе наблюдения за зарядкой конденсатора вы можете увидеть n показаний, которые не зависят друг от друга и последовательно увеличиваются.В соответствии с этой характеристикой дисплея цифрового мультиметра можно определить качество конденсатора и оценить размер емкости.

    Далее описывается метод обнаружения конденсатора с помощью измерителя сопротивления цифрового мультиметра, который имеет практическое значение для приборов без конденсатора. Этот метод подходит для измерения конденсаторов большой емкости от 0,1 мкФ до нескольких тысяч микрофарад.

    5.2.1 Операция Метод измерения

    Как показано на рисунке 4, установите цифровой мультиметр на соответствующий уровень сопротивления. Красный и черный тестовые провода соответственно касаются двух полюсов тестируемого конденсатора Сх. В это время отображаемое значение будет постепенно увеличиваться с «000» до отображения символа переполнения «1». Если постоянно отображается «000», это означает, что конденсатор имеет внутреннее короткое замыкание; если он отображается постоянно, внутренние полюса конденсатора могут быть разомкнуты или выбранный уровень сопротивления может быть неподходящим.При проверке электролитических конденсаторов обратите внимание на то, что красный измерительный провод (положительный заряд) подключен к положительному электроду конденсатора, а черный измерительный провод подключен к отрицательному электроду конденсатора.

    Рисунок 4. Цифровой мультиметр

    5.2.2 Принцип измерения

    На рисунке 5 показан принцип измерения конденсаторов с помощью файлов сопротивления. Во время измерения положительный источник питания заряжается, измеряемый конденсатор Cx проходит через стандартный резистор R0.В момент начала зарядки Vc = 0, поэтому отображается «000». По мере постепенного увеличения Vc отображаемое значение увеличивается. Когда Vc = 2VR, измеритель начинает отображать символ переполнения «1». Время зарядки t — это время, необходимое для того, чтобы отображаемое значение изменилось с «000» до переполнения. Этот временной интервал можно измерить кварцевым измерителем.

    Рисунок 5. Принцип измерения

    5.2.3 Измеренные данные с использованием цифрового мультиметра DT830 для оценки емкости

    Принцип выбора диапазона сопротивления: при небольшой емкости следует выбирать высокое сопротивление, а при большой емкости следует выбирать низкое сопротивление.Если вы используете диапазон высокого сопротивления для оценки конденсатора большой емкости, время измерения продлится долгое время, потому что процесс зарядки идет очень медленно. Если вы используете диапазон низкого сопротивления для проверки конденсатора малой емкости, измеритель всегда будет показывать переполнение, потому что время зарядки очень короткое, и вы не можете увидеть изменения.

    5.3 Тест с файлом напряжения

    Обнаружение конденсаторов с помощью мультиметра постоянного тока цифрового мультиметра фактически является косвенным методом измерения.Этот метод позволяет измерять конденсаторы малой емкости от 220 пФ до 1 мкФ и точно измерять ток утечки конденсатора.

    5.3.1 Методы и принципы измерения

    Схема измерения показана на рисунке 6. E — внешняя сухая батарея на 1,5 В. Установите цифровой мультиметр на диапазон 2 В постоянного тока, подключите красный измерительный провод к одному электроду проверяемого конденсатора Cx, а черный измерительный провод к отрицательному полюсу батареи. Входное сопротивление диапазона 2 В составляет RIN = 10 МОм.После включения питания батарея E заряжает Cx через RIN и начинает устанавливать напряжение Vc. Связь между Vc и временем зарядки t составляет

    Рисунок 6. Схема подключения измерительного конденсатора с блоком напряжения

    Здесь, поскольку напряжение на RIN является входным напряжением прибора VIN, RIN фактически выполняет функцию резистора выборки. очевидно,

    VIN (t) = E-Vc (t) = Eexp (-t / RINCx) (5-2)

    Рисунок 7 — это кривая изменения входного напряжения VIN (t) и зарядного напряжения Vc (t) на испытуемом конденсаторе.Из рисунка видно, что процесс изменения VIN (t) и Vc (t) прямо противоположен. Кривая VIN (t) уменьшается со временем, а Vc (t) увеличивается со временем. Хотя измеритель показывает процесс изменения VIN- (t), он косвенно отражает процесс зарядки тестируемого конденсатора Cx. Во время теста, если Cx открыт (нет емкости), отображаемое значение всегда будет «000». Если Cx имеет внутреннее короткое замыкание, отображаемое значение всегда будет напряжением батареи E и не будет изменяться со временем.

    Рисунок7. Кривая изменения VIN (t) и Vc (t)

    Уравнение (5-2) показывает, что когда цепь включена, t = 0, VIN = E, начальное отображаемое значение цифрового мультиметра представляет собой напряжение батареи, а затем, когда Vc (t) увеличивается, VIN (t) постепенно уменьшается. Пока VIN = 0 В, процесс зарядки Cx заканчивается, в это время

    Vcx (t) = E

    Используя конденсатор определения уровня напряжения цифрового мультиметра, можно не только проверить конденсаторы малой емкости от 220 пФ до 1 мкФ, но также измерить ток утечки конденсатора.Пусть ток утечки измеряемого конденсатора будет ID, а стабильное значение, отображаемое измерителем в конце, будет VD (единица измерения V), тогда

    Рисунок 8. Уравнение (5-3)

    5.3.2 Примеры

    Пример 1:

    Измеренная емкость представляет собой конденсатор постоянной емкости 1 мкФ / 160 В с использованием диапазона 2 В постоянного тока цифрового мультиметра DT830 (RIN = 10 МОм). Подключите схему согласно рисунку 6. Изначально глюкометр отображал 1.543V, а затем отображаемое значение постепенно уменьшалось. Примерно через 2 минуты отображаемое значение стабилизировалось на 0,003 В. Найдите ток утечки проверяемого конденсатора.

    Рисунок 9. Уравнение

    Ток утечки тестируемого конденсатора составляет всего 0,3 нА, что свидетельствует о хорошем качестве.

    Пример 2:

    Тестируемый конденсатор представляет собой полиэфирный конденсатор 0,022 мкФ / 63 В. Метод измерения такой же, как в Примере 1.Из-за небольшой емкости этого конденсатора VIN (t) быстро уменьшается во время измерения, и примерно через 3 секунды отображаемое значение уменьшается до 0,002 В. Подставив это значение в уравнение (5-3), вычисленный ток утечки составил 0,2 нА.

    5.3.3 Примечания

    (1) Перед измерением два контакта конденсатора должны быть замкнуты накоротко и разряжены, в противном случае процесс изменения показаний может не наблюдаться.

    (2) Не касайтесь конденсаторного электрода обеими руками во время измерения, чтобы не допустить подскакивания измерителя.

    (3) Во время измерения значение VIN (t) изменяется экспоненциально, а вначале быстро уменьшается. С увеличением времени скорость спада будет все медленнее и медленнее. Когда емкость тестируемого конденсатора Cx меньше нескольких тысяч пикофарад, поскольку VIN (t) изначально падает слишком быстро, а скорость измерения измерителя слишком мала, чтобы отразить исходное значение напряжения, начальное отображаемое значение измерителя будет ниже, чем напряжение аккумулятора E.

    (4) Когда измеряемый конденсатор Cx больше 1 мкФ, для сокращения времени измерения можно использовать файл сопротивления для измерения.Однако, когда емкость тестируемого конденсатора меньше 200 пФ, процесс зарядки трудно наблюдать, потому что изменение показаний очень короткое.

    5.4 Тест с зуммером

    Используя файл зуммера цифрового мультиметра, вы можете быстро проверить качество электролитического конденсатора. Метод измерения показан на рисунке 10. Установите цифровой мультиметр в положение зуммера и используйте два щупа для контакта с двумя контактами проверяемого конденсатора Cx.Должен быть слышен короткий звуковой сигнал, звук прекратится, и отобразится символ переполнения «1». Затем снова измерьте два измерительных провода, и зуммер должен снова прозвучать, и, наконец, отобразится символ перелива «1», который указывает на то, что проверяемый электролитический конденсатор в основном в норме. В это время вы можете установить высокое сопротивление 20 МОм или 200 МОм, чтобы измерить сопротивление утечки конденсатора и определить его качество.

    Рисунок 10. Схема подключения для проверки электролитического конденсатора с зуммером

    Принцип описанного выше процесса измерения заключается в следующем: в начале теста зарядный ток прибора до Cx велик, что эквивалентно длине пути, поэтому звучит зуммер.По мере того, как напряжение на конденсаторе продолжает расти, зарядный ток быстро уменьшается, и, наконец, зуммер перестает звучать.

    Если во время теста зуммер продолжает звучать, это означает, что внутри электролитического конденсатора произошло короткое замыкание. Если зуммер продолжает звучать, а измеритель всегда показывает «1», когда ручка измерителя постоянно измеряется, это означает, что тестируемый конденсатор открыт или емкость исчезает.

    5.5 Используйте цифровой мультиметр для измерения емкости более 20 мкФ

    Для обычных цифровых мультиметров максимальное значение измерения в файле емкости составляет 20 мкФ, что иногда не соответствует требованиям измерения. По этой причине можно использовать следующий простой метод для измерения емкости более 20 мкФ с помощью файла емкости цифрового мультиметра, и можно измерить максимальную емкость в несколько тысяч микрофарад. При использовании этого метода для измерения конденсаторов большой емкости нет необходимости вносить какие-либо изменения в исходную схему цифрового мультиметра.

    Принцип измерения этого метода основан на формуле C строка = C1C2 / (C1 + C2) двух последовательно соединенных конденсаторов. Поскольку два конденсатора с разной емкостью подключаются последовательно, общая емкость после последовательного соединения меньше, чем у конденсатора меньшей емкости. Следовательно, если емкость измеряемого конденсатора превышает 20 мкФ, используется только один конденсатор емкостью менее 20 мкФ. Последовательно с ним можно проводить измерения прямо на цифровом мультиметре.

    По формуле двух последовательно соединенных конденсаторов легко получить C1 = C2C строка / (C2-C строка). Используя эту формулу, можно рассчитать значение емкости измеряемого конденсатора. Вот тестовый пример, чтобы проиллюстрировать конкретный метод использования этой формулы.

    Тестируемый компонент представляет собой электролитический конденсатор с номинальной емкостью 220 мкФ и установлен на C1. Выберите электролитический конденсатор с номинальным значением 10 мкФ как C2, используйте цифровой мультиметр конденсатор емкостью 20 мкФ, чтобы измерить фактическое значение этого конденсатора как 9.5 мкФ и соедините два конденсатора последовательно, чтобы измерить строку C как 9,09 мкФ. Подставляя C2 = 9,5 мкФ и строку C = 9,09 мкФ в формулу, тогда

    C1 = струна C2C / (строка C2-C) = 9,5 9,09 / (9,5-9,09) ≈211 (мкФ)


    Рисунок 11. Цифровой мультиметр

    Примечание: Независимо от того, какая емкость C2 выбрана, конденсатор с большей емкостью должен быть выбран при условии менее 20 мкФ, а C2 в формуле следует подставить в фактическое измеренное значение вместо номинального. значение, которое может уменьшить количество ошибок.Два конденсатора подключены последовательно и измеряются цифровым мультиметром. Из-за погрешности емкости и погрешности измерения самого конденсатора, пока фактическое измеренное значение близко к расчетному значению, измеряемый конденсатор C1 считается исправным. вместимость.

    Теоретически этим методом можно измерить емкость любой емкости, но если емкость тестируемого конденсатора будет слишком большой, погрешность возрастет. Ошибка пропорциональна размеру измеряемого конденсатора.

    VI Как тестировать алюминиевые электролитические конденсаторы. , требования к процессу, технические параметры, а также название поставщика, адрес и контактную информацию для обеспечения этого. Серийную продукцию предоставляют штатные производители. Логотип на конденсаторе должен включать товарный знак, рабочее напряжение, стандартную емкость, полярность и диапазон рабочих температур.

    (2) Обратитесь к параметрам процесса в «Спецификации продукта» и проверьте, соответствуют ли внешний вид, цвет и материал конденсатора указанным на нем индикаторам процесса.

    (3) Используйте штангенциркуль, чтобы подтвердить установочный размер конденсатора, чтобы убедиться, что диаметр, высота, диаметр и расстояние выводных выводов находятся в пределах допуска технологического процесса, а внешние размеры должны соответствовать требования к отбору компании.

    (4) Проверьте внешний вид конденсатора, чтобы убедиться, что он аккуратный, без явных деформаций, поломок, трещин, пятен, грязи, ржавчины и т. Д., А его маркировка четкая, прочная, правильная и полная.

    (5) Проверьте выводные клеммы, чтобы убедиться, что их выводы прямые, не имеют окисления, ржавчины и не влияют на их проводящие свойства, а выводные выводы не имеют деформации, деформации и механических повреждений, которые могут влияет на вставку и удаление.

    (6) Убедитесь, что дата изготовления, указанная на электролитическом конденсаторе, не превышает шести месяцев, и сделайте запись.

    Рисунок 12. Алюминиевый электролитический конденсатор

    6.2 Проверка емкости и потерь

    (1) Используйте электрический мост, чтобы проверить, соответствует ли фактическая емкость номинальной емкости (электролитический конденсатор обычно имеет диапазон погрешности ± 20%). Значение тангенса угла потерь tanθ (то есть значение D) соответствует стандарту.

    (2) Как использовать тестер моста Zen tech: после правильного подключения источника питания нажмите кнопку «POWER», чтобы включить рабочее напряжение тестера; нажмите кнопку «LCR», чтобы выбрать тип теста (L: индуктивность, C: емкость, R: сопротивление).

    (3) Нажмите кнопки «ВВЕРХ» и «ВНИЗ», чтобы выбрать диапазон измерения (мкФ, нФ, пФ), и нажмите кнопку «FREQ», чтобы выбрать частоту тестирования (100 Гц,

    (120 Гц, 1 кГц) может выбрать требуемую частоту тестирования в соответствии с техническими параметрами, предоставленными производителем, тест в этой статье выбирает «100 Гц».

    (4) Нажмите «СЕРИЯ» (параллельная) и «ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ» (параллельная), чтобы выбрать режим подключения для теста, малая емкость (менее 10 мкФ).

    Чтобы использовать параллельный режим, используйте большой режим (10 мкФ и выше) в последовательном режиме.

    (5) После завершения настройки подключите тестовые порты моста («НИЗКИЙ» и «ВЫСОКИЙ») к двум концам конденсатора и используйте этикеточную бумагу для записи значения емкости и значения потерь на дисплее соответственно. И прикрепите этикеточную бумагу к соответствующему конденсатору для последующего анализа.

    6.3 Проверка пульсации напряжения

    (1) Подключите схему, как показано ниже, и подключите проверяемый конденсатор к регулируемому источнику питания постоянного тока (обратите внимание, что положительный и отрицательный полюса не подключены наоборот). Подключите положительный электрод щупа осциллографа с неиндуктивным конденсатором (1 мкФ, 1200 В постоянного тока) последовательно к положительному электроду проверяемого конденсатора.

    Рисунок 13. Цепь теста пульсации напряжения

    (2) Для настройки осциллографа сначала необходимо установить его в положение тестирования постоянного тока, а ручка точной настройки напряжения осциллографа должна быть заблокирована.

    (3) Во время испытания напряжение постоянного тока следует медленно увеличивать до номинального напряжения с помощью регулятора напряжения, а изменения, отображаемые осциллографом, следует внимательно отслеживать. Необходимо выбрать правильный диапазон, чтобы обеспечить точное считывание напряжения с осциллограммы осциллографа.

    (4) Снимите форму волны пульсации камерой и запишите диапазон и деление осциллографа с помощью этикеточной бумаги (то есть вычислите напряжение пульсации и вставьте его на соответствующий конденсатор для последующего анализа и сравнения.

    (5) После завершения записи отключите источник питания постоянного тока, разрядите проверяемый конденсатор и неиндуктивный конденсатор с помощью ламповой нагрузки, а затем удалите проверяемый конденсатор с испытательного стенда.

    6.4 Испытание на ток утечки

    6.4.1 Первый метод косвенного измерения

    Подключите, как показано ниже. Подключите резистор 1 кОм последовательно с тестируемым конденсатором и подключите его к регулируемому источнику питания постоянного тока.Используйте пробник осциллографа для подключения к обоим концам резистора. Косвенно рассчитайте ток утечки конденсатора, который будет измерен, путем выборки сигнала напряжения на резисторе.

    Основы эксплуатации и меры предосторожности: После подключения цепи отрегулируйте регулируемый источник питания постоянного тока на номинальное напряжение конденсатора. После того, как цепь уравновесится в течение двух минут, считайте значение напряжения на резисторе. При считывании показаний осциллографа ручка регулировки напряжения должна быть заблокирована.Запишите максимальное значение кривой напряжения как значение напряжения и разделите его на значение сопротивления, чтобы получить значение тока утечки. Слишком большой ток и перегорел резистор. После испытания конденсатор следует разрядить, а затем удалить, чтобы избежать несчастных случаев.

    Рисунок14. Схема

    6.4.2 Второй метод косвенного измерения

    Подключите проводку, как показано на рисунке, и последовательно добавьте воздушный переключатель между конденсатором и источником постоянного тока.Сначала замкните S1 и S2 соответственно и настройте регулятор напряжения на номинальное напряжение, чтобы зарядить конденсатор в течение двух минут.

    Рисунок15. Схема

    После этого отключаются и S1, и S2. В это время регулируемый источник питания находится на номинальном значении. Не шевелись. Добавьте миллиамперметр между S1 и S2, как показано на рисунке ниже: S1 и S2 замкнуты, и ток утечки может быть непосредственно считан миллиамперметром после одной минуты стабилизации.

    Рисунок16. Схема

    6.4.3 Меры предосторожности

    Помните, что нельзя подключать миллиамперметр к линии напрямую, когда конденсатор не заряжен, так как начальный зарядный ток велик, миллиамперметр может сгореть случайно. В процессе разборки сначала разрядите конденсатор ламповой нагрузкой. При разрядке сначала снимите миллиамперметр и убедитесь, что разрядный ток не проходит через испытательный резистор, чтобы предотвратить повреждение испытательного резистора и миллиметра.

    6.4.4 Ток утечки при 1,2Un

    Отрегулируйте напряжение постоянного тока так, чтобы оно в 1,2 раза превышало номинальное напряжение электролитического конденсатора, снова измерьте его ток утечки и сравните разные образцы.

    6.5 Испытание на взрыв

    6.5.1 Испытание постоянным током

    Подайте обратное постоянное напряжение на проверяемый конденсатор, медленно отрегулируйте регулируемое постоянное напряжение и внимательно наблюдайте за током с помощью токоизмерительных клещей. Установка мощности постоянного тока обычно не превышает 30 В.Текущее значение устанавливается в соответствии с размером конденсатора следующим образом:

    При диаметре конденсатора 6 мм ≤ 22,4 мм ток не может превышать 1 А; когда диаметр конденсатора> 22,4 мм, ток не может превышать 10 А.

    6.5.2 Наблюдение за температурой поверхности конденсатора

    Во время эксперимента используйте термометр, чтобы внимательно наблюдать за температурой поверхности конденсатора (чувствительный контакт термометра можно обернуть вокруг конденсатора лентой).Обратите внимание, что начальный ток очень мал и почти равен нулю. При повышении температуры конденсатора (примерно 35-40 ° C) ток значительно увеличивается. В это время следует внимательно наблюдать. Когда ток достигает или приближается к 10А, необходимо снизить напряжение, чтобы обеспечить контроль тока в пределах 10А.

    6.5.3 Конденсаторный предохранительный клапан

    В течение 30 минут после начала испытания предохранительный клапан конденсатора должен быть открыт.Если предохранитель конденсатора перегорел, следует немедленно отключить питание (электролитический конденсатор на 350 В 6800F автоматически откроется при следующих условиях, ток около 8 А, температура поверхности около 45-60 ° C), если ток близок к 10А, и через 30 минут предохранитель все еще горит. Если он не включен, эта функция отсутствует.

    Рисунок17. Цифровой вольтметр постоянного тока

    6.6 Температурный тест

    Емкость конденсатора будет изменяться в зависимости от температуры окружающей среды.Как правило, емкость увеличивается с повышением температуры. Температурный тест предназначен для проверки изменения емкости после уравновешивания при заданной температуре.

    6.6.1 Высокотемпературный тест

    (1) Подключите два небольших провода к выводной клемме конденсатора, который нужно проверить, соответственно, и проверьте емкость двух выводов при нормальной температуре и пометьте их для записи.

    (2) Поместите конденсатор в камеру для испытания на переменную влажность и нагрев при высоких и низких температурах и оставьте провода вне камеры для проверки емкости.

    (3) Включите кнопку переключателя тестового блока, нажмите «Настройка температуры» на экране, установите температуру на 100 ° C и нажмите «Выполнить», чтобы запустить тестовый блок.

    (4) Проверьте емкость еще раз примерно через 2 часа после того, как температура достигнет 100 ° C, и вычислите процентное изменение емкости (первоначальное измерение разницы).

    6.6.2 Испытание при низких температурах

    (1) Поместите проверяемый конденсатор в испытательный бокс (будьте осторожны, не используйте конденсаторы, испытанные при высоких температурах, за исключением особых случаев).

    (2) Включите кнопку переключателя тестового бокса, нажмите на экране «установка температуры», установите температуру на -25 ° C и нажмите «запустить».

    (3) Проверьте емкость еще раз примерно через 2 часа после того, как температура достигнет -25 ° C, и вычислите изменение емкости в процентах (первоначальное измерение разницы).

    6.6.3 Меры предосторожности

    При испытании следует обратить пристальное внимание на то, есть ли какие-либо очевидные изменения в конденсаторе.При возникновении серьезных условий, таких как растрескивание поверхности конденсатора и открытие предохранительного клапана, испытательную камеру следует немедленно остановить. Во время испытания следует строго соблюдать рабочие процедуры испытательного бокса, и дверь испытательного бокса не должна открываться по желанию. В конце высокотемпературного испытания конденсатор можно вынуть только после того, как температура внутри испытательного бокса упадет, чтобы предотвратить несчастные случаи, такие как ожоги.

    Рисунок 18.Конденсаторы

    VII Рекомендации по тестированию конденсаторов

    (1) При измерении с помощью мультиметра выберите передачу в соответствии с номинальным напряжением конденсатора. Например, напряжение конденсатора, обычно используемое в электронном оборудовании, низкое, всего от нескольких вольт до нескольких десятков вольт. Если для измерения используется мультиметр RX10k, напряжение батареи в измерителе составляет 12 ~ 22,5 В, что может вызвать пробой конденсатора. Следовательно, следует использовать файл RXlk. измерения.

    (2) Для конденсатора, только что снятого с линии, обязательно разрядите конденсатор перед измерением, чтобы предотвратить разряд конденсатора на счетчике и его повреждение.

    (3) Для конденсаторов с высоким рабочим напряжением и большой емкостью конденсаторы должны быть достаточно разряжены, и оператор должен иметь защитные меры для предотвращения поражения электрическим током во время разряда.

    8.1 Вопрос

    Что делать при проверке конденсатора омметром?

    8.2 Ответ

    Убрать конденсатор из схемы.

    Обычно легко снять пусковой или рабочий конденсатор — достаточно просто отсоединить его от жгута и отсоединить провода. Однако будьте осторожны, чтобы не прикасаться к клеммам конденсатора. Если конденсатор не разряжен, возможно, он полностью заряжен, и в таком случае вы можете получить серьезный шок.

    Часто задаваемые вопросы о том, как проверить конденсатор

    1. Как проверить с помощью мультиметра, исправен ли конденсатор?

    Используйте мультиметр и снимите напряжение на выводах конденсатора.Напряжение должно быть около 9 вольт. Напряжение будет быстро уменьшаться до 0 В, потому что конденсатор разряжается через мультиметр. Если конденсатор не сохраняет это напряжение, он неисправен и его следует заменить.

    2. Как проверить конденсатор дома?

    Настройте вольтметр на измерение постоянного напряжения (если он способен измерять как переменный, так и постоянный ток). Подключите выводы вольтметра к конденсатору. Подключите положительный (красный) провод к положительной (более длинной) клемме, а отрицательный (черный) провод к отрицательной (более короткой) клемме.Обратите внимание на начальное значение напряжения.

    3. Как проверить конденсатор мультиметром?

    4. Можете ли вы проверить конденсатор на плате?

    Вы просто не можете проверить неисправный конденсатор внутри или снаружи печатной платы, измерив его значение емкости с помощью измерителя конденсаторов или мультиметра. … Когда конденсатор находится за пределами платы, иногда неисправный конденсатор может дать вам правильное значение емкости на мультиметре или измерителе конденсатора.

    5. Какой тестер конденсаторов самый лучший?

    Обзор лучшего измерителя емкости

    :

    Signstek MESR-100 V2 Автоматический выбор диапазона в цепи Конденсатор измерителя ESR LCR

    ELIKE Цифровой тестер конденсаторов от 0,1 пФ до 20 мФ

    Honeytek A6013l Тестер конденсаторов

    Тестер цепей MESR-100, Тестер конденсаторов KKMOON mesr-100

    Мультиметр Цифровой измеритель емкости, тестер конденсатора 0,1Pf до 2000 мкФ

    Excelvan M6013 Цифровой автоматический измеритель емкости, тестер конденсатора

    Цифровой измеритель емкости Профессиональный конденсатор 0.1ПФ — 20000 мкФ

    6. Как проверить конденсатор дешевым мультиметром?

    7. Сколько Ом должен иметь конденсатор?

    1000 Ом

    Установите максимальное значение сопротивления (Ом), по крайней мере, 1 кОм (1000 Ом). При этой настройке измеритель генерирует небольшой ток при подключении выводов измерителя к клеммам конденсатора.

    8. Какой символ конденсатора на мультиметре?

    В большинстве цифровых мультиметров для обозначения емкости используется символ, похожий на — | (-.Переместите циферблат к этому символу. Если несколько символов разделяют это место на циферблате, вам может потребоваться нажать кнопку, чтобы переключаться между ними, пока на экране не появится символ емкости.

    9. Что делать, если конденсатор показывает высокий уровень?

    Считывает, что на нем короткое замыкание. Если мы увидим очень высокое сопротивление на конденсаторе (несколько МОм), это признак того, что конденсатор, вероятно, тоже неисправен. Считывается, что на конденсаторе есть разрыв…. Но не 0 Ом или несколько МОм.

    10. Что является первым шагом при испытании конденсатора?

    Первый и самый простой — проверить конденсатор. Если он выглядит «размазанным» или опухшим, можно с уверенностью сказать, что это плохо. Хорошей практикой будет провести следующий тест, даже если он опух. Сделайте набросок проводов, подключенных к конденсатору, и запишите их цвета или числа.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *