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。 |
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