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用数字万用表检测电容器
点击次数:714 发布时间:2014-05-25

用数字万用表检测电容器,可按以下方法进行。 
    一、用电容档直接检测

某些数字万用表具有测量电容的功能,其量程分为2000p、20n、200n、2μ和20μ五档。测量时可将已放电的电容两引脚直接插入表板上的Cx插孔,选取适当的量程后就可读取显示数据。

2000p档,宜于测量小于2000pF的电容;20n档,宜于测量2000pF至20nF之间的电容;200n档,宜于测量20nF至200nF之间的电容;2μ档,宜于测量200nF至2μF之间的电容;20μ档,宜于测量2μF至20μF之间的电容。

经验证明,有些型号的数字万用表(例如DT890B+)在测量50pF以下的小容量电容器时误差较大,测量20pF以下电容几乎没有参考价值。此时可采用串联法测量小值电容。方法是:先找一只220pF左右的电容,用数字万用表测出其实际容量C1,然后把待测小电容与之并联测出其总容量C2,则两者之差(C1-C2)即是待测小电容的容量。用此法测量1~20pF的小容量电容很准确。

二、用电阻档检测

实践证明,利用数字万用表也可观察电容器的充电过程,这实际上是以离散的数字量反映充电电压的变化情况。设数字万用表的测量速率为n次/秒,则在观察电容器的充电过程中,每秒钟即可看到n个彼此独立且依次增大的读数。根据数字万用表的这一显示特点,可以检测电容器的好坏和估测电容量的大小。下面介绍的是使用数字万用表电阻档检测电容器的方法,对于未设置电容档的仪表很有实用价值。此方法适用于测量0。1μF~几千微法的大容量电容器。

1. 测量操作方法

将数字万用表拨至合适的电阻档,红表笔和黑表笔分别接触被测电容器Cx的两极,这时显示值将从“000”开始逐渐增加,直至显示溢出符号“1”。若始终显示“000”,说明电容器内部短路;若始终显示溢出,则可能时电容器内部极间开路,也可能时所选择的电阻档不合适。检查电解电容器时需要注意,红表笔(带正电)接电容器正极,黑表笔接电容器负极。 
    2. 测量原理
测量时,正电源经过标准电阻R0向被测电容器Cx充电,刚开始充电的瞬间,因为Vc =0,所以显示“000”。随着Vc 逐渐升高,显示值随之增大。当Vc =2VR 时,仪表开始显示溢出符号“1”。充电时间t为显示值从“000”变化到溢出所需要的时间,该段时间间隔可用石英表测出。

3. 使用福禄克数字万用表估测电容量的实测数据
使用FLUKE数字万用表估测0.1μF~几千微法电容器的电容量时,可按照表5-1选择电阻档,表中给出了可测电容的范围及相对应的充电时间。表中所列数据对于其他型号的数字万用表也有参考价值。

选择电阻档量程的原则是:当电容量较小时宜选用高阻档,而电容量较大时应选用低阻档。若用高阻档估测大容量电容器,由于充电过程很缓慢,测量时间将持续很久;若用低阻档检查小容量电容器,由于充电时间极短,仪表会一直显示溢出,看不到变化过程。

三、用电压档检测

用数字万用表直流电压档检测电容器,实际上是一种间接测量法,此法可测量220pF~1μF的小容量电容器,并且能精确测出电容器漏电流的大小。

1. 测量方法及原理

将数字万用表拨到直流2V档,红表笔接被测电容Cx的一个电极,黑表笔接电池负极。 2V档的输入电阻RIN=10MΩ。接通电源后,电池E经过RIN向Cx充电,开始建立电压Vc。Vc与充电时间t的关系式为

在这里,由于RIN两端的电压就是仪表输入电压VIN,所以RIN实际上还具有取样电阻的作用。很显然:

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

VIN(t)的变化曲线随时间的增加而降低,而Vc(t)则随时间的增加而升高。仪表所显示的虽然是VIN-(t)的变化过程,但却间接地反映了被测电容器Cx的充电过程。测试时,如果Cx开路(无容量),显示值就总是“000”,如果Cx内部短路,显示值就总是电池电压E,均不随时间改变。 
    上式表明,刚接通电路时,t=0,VIN=E,数字万用表zui初显示值即为电池电压,尔后随着Vc(t)的升高,VIN(t)逐渐降低,直到VIN=0V,Cx充电过程结束,此时。
使用数字万用表电压档检测电容器,不但能检查220pF~1μF的小容量电容器,还能同时测出电容器漏电流的大小。设被测量电容器的漏电流为ID,仪表zui后显示的稳定值为VD(单位是V),则

2.实例举例

例一:被测电容为一只1μF/160V的固定电容器,使用DT830型数字万用表的2VDC档(RIN=10MΩ)。按图5-12连接好电路。zui初,仪表显示1。543V,然后显示值慢慢减小,大约经过2min左右,显示值稳定在0。003V。据此求出被测电容器的漏电流。

例二:被测电容器为一只0。022μF/63V涤纶电容,测量方法同例一。由于该电容的容量较小,测量时,VIN(t)下降很快,大约经过3秒,显示值就降低到0。002V。将此值代入式(5-3),算出漏电流为0。2nA。

3. 注意事项

(1) 测量之前应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。

(2) 在测量过程中两手不得碰触电容电极,以免仪表跳数。

(3)测量过程中,VIN(t)的值是呈指数规律变化的,开始时下降很快,随着时间的延长,下降速度会越来越缓慢。当被测电容器Cx的容量小于几千皮法时,由于VIN(t)一开始下降太快,而仪表的测量速率较低,来不及反映zui初的电压值,因而仪表zui初的显示值要低于电池电压E。

(4)当被测电容器Cx大于1μF时,为了缩短测量时间,可采用电阻档进行测量。但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。

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