详解数字万用表测电容方法原理及实例举例

     电容器的通用文字符号为“C”。电容器首要由金属电极、介质层和电极引线组成，两电极是相互绝缘的。因而，它具有“隔直流通交流”的基本功用。

　　用数字万用表检测电容器，可按以下方法举行。

      一、用电容档直接检测

　　某些数字万用表具有测量电容的功用，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。

　　体会证明，有些型号的数字万用表（比如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，用数字万用表测出原本践容量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的小容量电容很精确。

　　二、用电阻档检测

　　实际证明，使用数字万用表也可观察电容器的充电进程，这实践上是以团圆的数字量反映充电电压的改动情况。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进程中，每秒钟即可看到n个彼此独立且顺次增大的读数。依据数字万用表的这一显示特征，可以检测电容器的好坏和估测电容量的大小。下面引见的是运用数字万用表电阻档检测电容器的方法，关于未配置电容档的仪表很有适用价值。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

　　如图5-11（a）所示，将数字万用表拨至适宜的电阻档，红表笔和黑表笔区分接触被测电容器Cx的两极，这时显示值将从“000”开端逐渐添加，直至显示溢出符号“1”。若不断显示“000”，标明电容器内部短路；若不断显示溢出，则能够时电容器内部极间开路，也可以够时所挑选的电阻档不适宜。检验电解电容器时须要留意，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

　　用电阻档测量电容器的测量原理如图5-11（b）所示。测量时，正电源经历规范电阻R0向被测电容器Cx充电，刚开端充电的霎时，由于Vc ＝0，所以显示“000”。随着Vc 逐渐长高，显示值随之增大。当Vc ＝2VR 时，仪表开端显示溢出符号“1”。充电时间t为显示值从“000”改动到溢出所须要的时间，该段时间距离可用石英表测出。

　　3． 运用DT830型数字万用表估测电容量的实测数据

　　运用DT830型数字万用表估测0.1μF～几千微法电容器的电容量时，可依照表5-1挑选电阻档，表中给出了可测电容的范围及相对应的充电时间。表中所列数据关于其他型号的数字万用表也有参考价值。

　　挑选电阻档量程的准绳是：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，由于充电进程很缓慢，测量时间将继续很久；若用低阻档检验小容量电容器，由于充电时间极短，仪表会不断显示溢出，看不到改动进程。

　　三、用电压档检测

　　用数字万用表直流电压档检测电容器，实践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

　　测量电路如图5-12所示，E为外接的1.5V干电池。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档的输进电阻RIN＝10MΩ。接通电源后，电池E经历RIN向Cx充电，开端树立电压Vc。Vc与充电时间t的联系式为

       在这里，由于RIN两端的电压就是仪表输进电压VIN，所以RIN实践上还具有取样电阻的作用。很显然，

　　VIN（t）＝E－Vc（t）＝EeXP（－t/RINCx） （5-2）

　　图5-13是输进电压VIN(t)与被测电容上的充电电压Vc（t）的改动曲线。由图可见，VIN（t）与Vc（t）的改动进程正好相反。VIN（t）的改动曲线随时间的添加而降低，而Vc（t）则随时间的添加而长高。仪表所显示的虽然是VIN-（t）的改动进程，但却间接地反映了被测电容器Cx的充电进程。测试时，假设Cx开路（无容量），显示值就总是“000”，假设Cx内部短路，显示值就总是电池电压E，均不随时间改动。

　　式（5-2）标明，刚接通电路时，t＝0，VIN=E，数字万用表开始显示值即为电池电压，尔后随着Vc（t）的长高，VIN（t）逐渐降低，直到VIN＝0V，Cx充电进程完毕，此时

　　运用数字万用表电压档检测电容器，不但能检验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，仪表开头显示的固定值为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，运用DT830型数字万用表的2VDC档（RIN＝10MΩ）。按图5-12衔接好电路。开始，仪表显示1.543V，然后显示值渐渐减小，大约经历2min左右，显示值固定在0.003V。据此求出被测电容器的漏电流

　　被测电容器的漏电流仅为0.3nA，标明质量良好。

　　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）降低很快，大约经历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． 留意事项

　　（1） 测量之前应把电容器两引脚短路，举行放电，否则能够观察不到读数的改动进程。

　　（2） 在测量进程中两手不得碰触电容电极，以免仪表跳数。

　　（3） 测量进程中，VIN（t）的值是呈指数次第改动的，开端时降低很快，随着时间的延伸，降低速度会越来越缓慢。当被测电容器Cx的容量小于几千皮法时，由于VIN（t）一开端降低太快，而仪表的测量速率较低，来不及反映开始的电压值，因而仪表开始的显示值要低于电池电压E。

　　（4） 当被测电容器Cx大于1μF时，为了缩减测量时间，可采用电阻档举行测量。但当被测电容器的容量小于200pF时，由于读数的改动很片刻，所以很难观察得到充电进程。

　一、用数字万用表测量大于20μF的电容

　　多见的数字万用表，其电容档的测量值最大为20μF，有时不能满足测量要求。为此，可采用下述简单的方法，用数字万用表的电容档测量大于20μF的电容，最大可测量几千微法的电容。采用此法测量大容量电容时，无需对数字万用表原电路做任何改动。

　　此方法的测量原理是以两只电容串联公式C串＝C1C2/(C1+C2)为基本的。由于容量大小不一样的两只电容串联后，其串联后的总容量要小于容量小的那只电容的容量，因而，假设待测电容的容量超越了20μF，则只需用一只容量小于20μF的电容与之串联，就可以直接在数字万用表上测量了。依据两只电容串联公式，很简单推导出C1＝C2C串/(C2-C串)，使用此公式即可算出被测电容的容量值。下面举一测试实例，标明运用此公式的细致方法。

　　被测元件是一只电解电容器，其标称容量为220μF，设其为C1。选取一只标称值为10μF的电解电容作为C2，选用数字万用表20μF电容档测出此电容的实践值为9.5μF，将这两只电容串联后，测出C串为9.09μF。将C2＝9.5μF、C串＝9.09μF代入公式，则C1＝C2C串/(C2-C串)＝9.5 9.09/(9.5-9.09)≈211(μF)

　　留意，无论C2的容量选取为多少，都要在小于20μF的前提下选取容量较大的电容，且公式中的C2应代入原本测值，而非标称值，这样可减小误差。将两电容串联起来用数字万用表实测，由于电容自身的容量误差及测量误差，只需实测值与计算值相差不多即可以为待测电容C1是好的，依据测量值即可进一步推算出C1的实践容量。

　　从实际上讲，用这种方法可测量任意容量的电容，但假设待测电容器的容量过大，则误差也会增大。其误差大小与待测电容的大小成正比。

　　二、用蜂鸣器档检测

　　使用数字万用表的蜂鸣器档，可以高速检验电解电容器的质量好坏。测量方法如图5-14所示。将数字万用表拨至蜂鸣器档，用两支表笔区分与被测电容器Cx的两个引脚接触，应能听到一阵急促的蜂鸣声，随即声响中止，同时显示溢出符号“1”。接着，再将两支表笔对调测量一次，蜂鸣器应再发声，开头显示溢出符号“1”，此种情况标明被测电解电容基本正常。此时，可再拨至20MΩ或200MΩ高阻档测量一下电容器的漏电阻，即可判别其好坏。

　　上述测量进程的原理是：测试刚开端时，仪表对Cx的充电电流较大，相当于通路，所以蜂鸣器发声。随着电容器两端电压不时长高，充电电流快速减小，开头使蜂鸣器中止发声。

　　测试时，假设蜂鸣器不断发声，标明电解电容器内部曾经短路；若重复对调表笔测量，蜂鸣器不断不响，仪表总是显示为“1”，则标明被测电容器内部断路或容量消逝。