分享

用数字万用表电压档精确测电容容量及附加电路

 共同成长888 2018-03-10
  首先了解到电容的充放电时间和电压有关,

放电时间计算:

初始电压(E)的电容(C)通过(R)放电,

任意时间(T),电容上的电压(Vt),

    Vt = E*exp(-T/RC),T = RCLn[E/Vt],

以上exp()表示以e为底的指数;Ln()是e为底的对数。

已知数字万用表的电压档内阻为10M,



经计算10uF电容在10M电阻下从1.5V放电1秒后约1.485V,

使用秒表(手机内的也可以)进行计时即可,

对应每秒10uF的节奏测一个220uF电容,

充到1.5V多的电容连接到万用表放电,

当电压在1.5V时按开始计时,

直到1.485V时按停秒表,

220uF电容应该在22秒左右。

如果电容换成1000uF时那个放电时间就是100秒了,

测量更大的电容就要并一个1.12M(1M串个120k)得到1M内阻,

此时是每秒100uF,

放电到1.485V时,4700uF应该是47秒。

使用二极管档(3.5V多的)对电容充满电,

换到电压档后接入电容测电压,

当电压到达3.5V时开始计时,

放到3.465V时按停止即可看到对应时间,

对应倍数后得到容量。

对于测0.1-10uF的电容计算如下:



放电到对应电压后乘以倍数(每秒0.1uF)即可得到容量。

有些表的内阻有所误差,

如我的两个自动换档的表内阻约是11M的,计算如下:



因为万用表的电压档精度大概在1%左右,

所以使用越长的放电时间倍率得到的精度越高,

并且放电压差应大于0.2V以上,

如测量1000uF应使用不低于200秒的时间 放电,

使用1/200计算得到5uF每秒(1.237V终止)比例比较合适,

福禄克17B测量结果如下:

1000uF电解电容从1.26v放电到1.237V时所需时间为210秒(210*5=1050uF),

220uF电解电容从1.26V放电到1.15V 所需时间223秒(223uF)。

优利德70D测量结果如下:


1000uF电解电容从3.5v放电到3.437V时所需时间为157秒(157*5=785uF),压降太小测量结果误差大,

1000uF电解电容从3.5v放电到3.196V时所需时间为1108秒(1108uF),

1000uF电解电容从3.5v放电到3.4369V(打开高分辨率下)时所需时间为217秒(217*5=1085uF),

220uF电解电容从3.5V放电到3.196V 所需时间210秒(210uF),结果接近,

220uF电解电容从3.5V放电到3.1959V(打开高分辨率下) 所需时间215秒(215uF),变化不大,

220uF电解电容从3.5V放电到3.1959V(打开高分辨率下) 第二次测量所需时间210秒(210uF),

220uF电解电容从3.5V放电到2.9181V(打开高分辨率下) 所需时间430秒(430/2=215uF),

220uF电解电容从3.5V放电到2.4330V(打开高分辨率下) 所需时间876秒(876/4=219uF),

220uF电解电容从3.5V放电到2.2215V(打开高分辨率下) 所需时间1100秒(1100/5=220uF),

总结:

优利德UT70D在低分辨率下的线性度不好,

电容在精确的放电终止电压下累计的时间比较准确 。

比较长的放电时间可以得到更好的精确度。



下面是电路设计:

首先设计一个电容充电转电压的,如上图,

首先对待测电容进行放电,

然后使用3mA恒流对电容Cx充电,同时5mA恒流对C2充电,

当Cx的压差到达0.7V以后Q5导通关闭Q3对C2充电,

此时的电压和电容成正比例 ,

5V供电时最大测量范围是4000uF,

提高供电可以改变测量范围,比如12V可以测到10000uF,

RW1阻值可以微调电压和电容比例,

C2作为参考的电容,所以使用稳定的容量可以得到更好的精度,

修改R1和R5的比例和C2的容量可以测量更小的电容。


使用方法:首先把双联开关按下,接着连接好Cx,释放开关后电容开始充电,

电压表开始显示电压上升,直到最大就是容量了。



    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多