在进行测量之前,必须先把电容器两引脚短路进行放电,否则可能观察不到读数的变化过程,同时在测量过程中两手不得碰触电容电极,以免人体电阻影响导致仪表跳数,造成读数不准确。
如何用电容测量电压?
举个例子,如果是1μF/160V的固定电容器,使用DT830型万用表的2VDC档,连接好电路后最初仪表显示1.543V,然后数值慢慢减小,大约经过2分钟左右稳定在0.003V,据此算出漏电流仅为0.3nA,说明该电容器质量良好。
在充电过程中,RIN两端的电压实际上就是仪表的输入电压VIN,所以RIN在此电路中还兼有取样电阻的作用,从变化曲线可以看出,VIN与Vc的变化过程正好相反,VIN随时间增加而降低,而Vc则随时间增加而升高,仪表虽然显示的是VIN的变化,但间接反映了电容的充电过程。
使用这种电压档检测方法,不仅能检查小容量电容器,还能同时测出电容器漏电流的大小,假设被测电容器的漏电流为ID,仪表最后显示的稳定值为VD单位是伏特,那么漏电流Id就可以通过公式Id=Vd/Rin计算得出,从而判断电容质量。
利用数字万用表的直流电压档检测电容,其实是一种间接测量法,这种方法特别适合测量220pF到1μF之间的小容量电容器,而且能够比较精确地测出电容器漏电压的具体大小,原理是用外接的1.5V干电池作为电源,将万用表拨至直流2V档。
测试时如果Cx开路也就是没有容量,显示值会一直是000,如果Cx内部短路,显示值则一直是电池电压E,且都不随时间改变,这说明刚接通电路时t=0,VIN等于E,数字万用表最初显示的值即为电池电压,随后随着Vc升高,VIN逐渐降低直到为0,此时充电结束。
在具体的电路连接中,红表笔需要接在被测电容Cx的一个电极上,而黑表笔则连接到电池的负极,由于2V档的输入电阻RIN为10MΩ,接通电源后电池E就会经过RIN向Cx充电,从而开始建立电压Vc,这个过程可以通过观察电压变化来分析电容状态。
再比如被测电容器是0.022μF/63V的涤纶电容,测量方法同上,但由于容量较小,VIN下降很快,大约3秒显示值就降低到0.002V,代入公式算出漏电流为0.2nA,这展示了不同容量电容在测量时响应速度的差异。
另外当被测电容器Cx大于1μF时,为了缩短测量时间,建议可采用电阻档进行测量,而当被测电容器的容量小于200pF时,由于读数的变化很短暂,所以很难观察得到充电过程,这两种极端情况需要采取不同的测量策略。
需要注意的是VIN的变化是呈指数规律下降的,开始阶段下降很快,随着时间延长速度会越来越慢,当被测电容Cx容量小于几千皮法时,由于VIN一开始下降太快而仪表测量速率较低,来不及反映最初电压值,导致仪表最初显示值低于电池电压。