萬用表測電容方法
電容器是我們在電子中使用最為頻凡的一種電子元器件,但有不少人不知道怎么去檢測電容,下面我們介紹幾種用萬用表測試電容方法。電容器是一種最為常用的電子元件。電容器的通用文字符號為“C”。電容器主要由金屬電極、介質(zhì)層和電極引線組成,兩電極是相互絕緣的。因此,它具有“隔直流通交流”的基本性能。
用數(shù)字萬用表檢測電容器,可按以下方法進行:
1、用電容檔直接檢測
某些數(shù)字萬用表具有測量電容的功能,其量程分為2000p、20n、200n、2μ和20μ五檔。測量時可將已放電的電容兩引腳直接插入表板上的Cx插孔,選取適當(dāng)?shù)牧砍毯缶涂勺x取顯示數(shù)據(jù)。
000p檔,宜于測量小于2000pF的電容;20n檔,宜于測量2000pF至20nF之間的電容;200n檔,宜于測量20nF至200nF之間的電容;2μ檔,宜于測量200nF至2μF之間的電容;20μ檔,宜于測量2μF至20μF之間的電容。
經(jīng)驗證明,有些型號的數(shù)字萬用表(例如DT890B+)在測量50pF以下的小容量電容器時誤差較大,測量20pF以下電容幾乎沒有參考價值。此時可采用串聯(lián)法測量小值電容。方法是:先找一只220pF左右的電容,用數(shù)字萬用表測出其實際容量C1,然后把待測小電容與之并聯(lián)測出其總?cè)萘緾2,則兩者之差(C1-C2)即是待測小電容的容量。用此法測量1~20pF的小容量電容很準(zhǔn)確。
2、用電阻檔檢測
實踐證明,利用數(shù)字萬用表也可觀察電容器的充電過程,這實際上是以離散的數(shù)字量反映充電電壓的變化情況。設(shè)數(shù)字萬用表的測量速率為n次/秒,則在觀察電容器的充電過程中,每秒鐘即可看到n個彼此獨立且依次增大的讀數(shù)。根據(jù)數(shù)字萬用表的這一顯示特點,可以檢測電容器的好壞和估測電容量的大小。下面介紹的是使用數(shù)字萬用表電阻檔檢測電容器的方法,對于未設(shè)置電容檔的儀表很有實用價值。此方法適用于測量0.1μF~幾千微法的大容量電容器。
1.測量操作方法
如圖所示,將數(shù)字萬用表撥至合適的電阻檔,紅表筆和黑表筆分別接觸被測電容器Cx的兩極,這時顯示值將從“000”開始逐漸增加,直至顯示溢出符號“1”。若始終顯示“000”,說明電容器內(nèi)部短路;若始終顯示溢出,則可能時電容器內(nèi)部極間開路,也可能時所選擇的電阻檔不合適。檢查電解電容器時需要注意,紅表筆(帶正電)接電容器正極,黑表筆接電容器負(fù)極。
2.測量原理
用電阻檔測量電容器的測量原理如圖5-11(b)所示。測量時,正電源經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)電阻R0向被測電容器Cx充電,剛開始充電的瞬間,因為Vc=0,所以顯示“000”。隨著Vc逐漸升高,顯示值隨之增大。當(dāng)Vc=2VR時,儀表開始顯示溢出符號“1”。充電時間t為顯示值從“000”變化到溢出所需要的時間,該段時間間隔可用石英表測出。
3.使用DT830型數(shù)字萬用表估測電容量的實測數(shù)據(jù)
使用DT830型數(shù)字萬用表估測0.1μF~幾千微法電容器的電容量時,可按照表5-1選擇電阻檔,表中給出了可測電容的范圍及相對應(yīng)的充電時間。表中所列數(shù)據(jù)對于其他型號的數(shù)字萬用表也有參考價值。
選擇電阻檔量程的原則是:當(dāng)電容量較小時宜選用高阻檔,而電容量較大時應(yīng)選用低阻檔。若用高阻檔估測大容量電容器,由于充電過程很緩慢,測量時間將持續(xù)很久;若用低阻檔檢查小容量電容器,由于充電時間極短,儀表會一直顯示溢出,看不到變化過程。
3、用電壓檔檢測
用數(shù)字萬用表直流電壓檔檢測電容器,實際上是一種間接測量法,此法可測量220pF~1μF的小容量電容器,并且能精確測出電容器漏電流的大小。
1.測量方法及原理
測量電路如圖所示,E為外接的1.5V干電池。將數(shù)字萬用表撥到直流2V檔,紅表筆接被測電容Cx的一個電極,黑表筆接電池負(fù)極。2V檔的輸入電阻RIN=10MΩ。接通電源后,電池E經(jīng)過RIN向Cx充電,開始建立電壓Vc.Vc與充電時間t的關(guān)系式為
在這里,由于RIN兩端的電壓就是儀表輸入電壓VIN,所以RIN實際上還具有取樣電阻的作用。很顯然,VIN(t)=E-Vc(t)=Eexp(-t/RINCx)(5-2)
圖輸入電壓VIN(t)與被測電容上的充電電壓Vc(t)的變化曲線。由圖可見,VIN(t)與Vc(t)的變化過程正好相反。VIN(t)的變化曲線隨時間的增加而降低,而Vc(t)則隨時間的增加而升高。儀表所顯示的雖然是VIN-(t)的變化過程,但卻間接地反映了被測電容器Cx的充電過程。測試時,如果Cx開路(無容量),顯示值就總是“000”,如果Cx內(nèi)部短路,顯示值就總是電池電壓E,均不隨時間改變。
表明,剛接通電路時,t=0,VIN=E,數(shù)字萬用表最初顯示值即為電池電壓,爾后隨著Vc(t)的升高,VIN(t)逐漸降低,直到VIN=0V,Cx充電過程結(jié)束,此時Vc(t)=E.使用數(shù)字萬用表電壓檔檢測電容器,不但能檢查220pF~1μF的小容量電容器,還能同時測出電容器漏電流的大小。設(shè)被測量電容器的漏電流為ID,儀表最后顯示的穩(wěn)定值為VD(單位是V),則Id=Vd/Rin. 2.實例舉例例一:被測電容為一只1μF/160V的固定電容器,使用DT830型數(shù)字萬用表的2VDC檔(RIN=10MΩ)。按圖5-12連接好電路。最初,儀表顯示1.543V,然后顯示值慢慢減小,大約經(jīng)過2min左右,顯示值穩(wěn)定在0.003V.據(jù)此求出被測電容器的漏電流被測電容器的漏電流僅為0.3nA,說明質(zhì)量良好。
例二:被測電容器為一只0.022μF/63V滌綸電容,測量方法同例一。由于該電容的容量較小,測量時,VIN(t)下降很快,大約經(jīng)過3秒,顯示值就降低到0.002V.將此值代入式(5-3),算出漏電流為0.2nA.
3.注意事項
(1)測量之前應(yīng)把電容器兩引腳短路,進行放電,否則可能觀察不到讀數(shù)的變化過程。
(2)在測量過程中兩手不得碰觸電容電極,以免儀表跳數(shù)。
(3)測量過程中,VIN(t)的值是呈指數(shù)規(guī)律變化的,開始時下降很快,隨著時間的延長,下降速度會越來越緩慢。當(dāng)被測電容器Cx的容量小于幾千皮法時,由于VIN(t)一開始下降太快,而儀表的測量速率較低,來不及反映最初的電壓值,因而儀表最初的顯示值要低于電池電壓E.(4)當(dāng)被測電容器Cx大于1μF時,為了縮短測量時間,可采用電阻檔進行測量。但當(dāng)被測電容器的容量小于200pF時,由于讀數(shù)的變化很短暫,所以很難觀察得到充電過程。
4、用蜂鳴器檔檢測
利用數(shù)字萬用表的蜂鳴器檔,可以快速檢查電解電容器的質(zhì)量好壞。測量方法如圖5-14所示。將數(shù)字萬用表撥至蜂鳴器檔,用兩支表筆分別與被測電容器Cx的兩個引腳接觸,應(yīng)能聽到一陣短促的蜂鳴聲,隨即聲音停止,同時顯示溢出符號“1”。接著,再將兩支表筆對調(diào)測量一次,蜂鳴器應(yīng)再發(fā)聲,最終顯示溢出符號“1”,此種情況說明被測電解電容基本正常。此時,可再撥至20MΩ或200MΩ高阻檔測量一下電容器的漏電阻,即可判斷其好壞。
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