如何快速估算电容器的介电吸收
栏目:新闻中心 发布时间:2021-06-08 09:47

  电容器的要害参数是其介电招揽(DA)。即使您思估算电容器的质地或识别其电介质类型,则只需丈量其DA。这种方便的电途能够帮帮避免拣选拥有合意DA的电容器所花费的尺度轨范。它乃至能够很容易地分别聚丙烯(PP)电容器和聚苯乙烯(PS)电容器,它们的DA值很亲切,而无需拆开盖子即可查看此中的电介质。

  有几种猜想或丈量DA值的举措。关于经典的直接丈量,将被测电容器(CUT)充电(“浸泡”),然后短暂放电。电容器正在恭候功夫后复兴的电压为介电招揽电压(DAV)。尺度无误地界说了经过全盘阶段的一连功夫,而且该经过特别耗时。另一种拣选是猜想DA导致RC集成器做事的失真。您还能够猜想DA正在RC网格上的地道弦信号中惹起的失真。苛刻来说,后两种举措的苛重区别正在于所涉及的丈量轨范。

  以下电途与经典丈量手艺的条件一律。他们能够依旧与经典举措肖似的计时,计时相当大(约莫一个幼时),然而计时能够缩短到几秒钟或更短。

  图1中的电途蕴涵两个簧片继电器(S1,S2),它们限定CUT的充电和放电。它还蕴涵一个采样依旧电途(簧片继电器S3和电容器C1),用于对电容器C1上的DAV举行采样。显示全盘继电器触点均已禁用。

  电阻R1和R2局部了CUT和C1的充电和放电电流。它们的额定值应不妨接受充电电压E。电阻R3是可选的。即使通过继电器S2宣泄的情景足够大,乃至正在断开CUT断开时(即CUT = 0)读数不为零,则能够增加该值。

  采样依旧电途增补了CUT输出脉冲的一连功夫,使您能够更轻松地查抄它。然而,因为采样会导致编造偏差,以是您需求通过将读数乘以(1 + C1 / CUT)来校正读数。电容器C1应拥有低宣泄和低招揽。人人半PP,PS或NP0陶瓷应合适条件。

  图2中的计数器限定开合的时序。能够运用微限定器来限定时序,然而拣选该电途是为了避免举行任何编程。

  按时电途由一个振荡器和一个带纹波的二进造计数器(CD4060B)构成,该计数器与两个4023 NAND门沿途为开合供给限定序列(图3)。 4023的第三个门未正在电途中运用,任何未运用的输入都应连合到逻辑电平。

  对Q1 / Q2和Q1 / Q3离别创筑逻辑“ A-或-notB”和“ A-和-notB”电途。这些有帮于节减组件总数,并使电途的这逐一面依旧较少的电阻。整体来说,之于是运用Q3,是由于继电器(与全盘其他开合一律)的开释比致动要慢。晶体管Q1和Q4该当拥有足够的增益来限定磁簧继电器;正在人人半情景下,将合适2N3906,BC560或BC327的条件。

  继电器的电压V值应足够,同时不凌驾CMOS逻辑(“ B”级为20V)和MOSFET栅极-源极额定值的极限。簧片继电器S1(SPDT)和S2 / S3(均为SPST-NO)应拥有比+ V低1至2V的线圈电压。继电器端子之间的宣泄也应低。当线圈与接触电阻的限造不凌驾数十MΩ时,我注意到一个题目。

  测试周期取决于振荡器频率以及运用了四个4060‘输出。 (这些输出应苛刻络续,以是不行运用输出Q12 – Q14。)关于所示的CD4060B,V = 10V,时钟周期(T)为:

  功夫T并不紧要,能够通过拣选较低的C1值将其节减十倍(或更多)。当测试拥有较低电容的CUT筑设时,这恐怕特地轻易。

  这些电途可用于猜想不太幼的电容器的DA(关于所示的组件值,其DAs低至10nF)。电途能够测试的电容也有上限,由于即使CUT的电容太大,恐怕没有足够的功夫全部放电。

  该电途供给的放电功夫(t)是CD4060计数器输出Q7的一半。由于正在人人半情景下,人人半电容器的DA都不少于0.01%,于是咱们能够估算出CUT所需的最幼放电功夫(t)为:

  以是,即使t(Q7)为70 ms,放电功夫(t)为35 ms,而且R1 = 300Ω,则CUT的上限为:

  您将要丈量的DAV大致与充电电压E成正比,以是E该当足够高以使DAV引人注意。图1的继电器类型和电阻值也将取决于E的值。

  您能够运用如图1所示连合的任何高电阻(Ri》 10MΩ)电压表直接丈量DAV估算值。最好运用别离率不低于4.5位数的电压表,五星体育体育网。由于DAV恐怕很幼。为了获取稳固的读数,电压表的功夫常数C1×Ri该当雄伟于周期一连功夫(t)。正在某些情景下,这恐怕是个题目,以是示波器恐怕比电压表更好。正在比拟两个无别电容的电容器时,示波器还能够供给更鲜明的读数。

  图4显示了运用此电途举行DA丈量的示例,运用示波器替代电压表。显示了三个电容无别(CUT = 220 nF)但介电常数区其它电容器(聚酯膜(PET /聚酯薄膜),PP和PS)的结果。示波器筑设为10 mV /格,测试电途参数为:E = 100V和C1 = 100 nF。

  关于PE电容器,DAV输出脉冲幅度约为85 mV,关于PP电容器,此幅度约为18 mV,关于PS电容器,其仅为9 mV。以是,电介质类型之间的区别特别鲜明。

  接通电源后,丈量将络续反复。当电源紧闭时,CUT将通过S1的常闭触点放电。然而,其放电功夫取决于其电容,以是,即使电容和充电电压E都足够高,则正在(断开)连合CUT时肯定要坚守安闲章程。正在推行此操作之前,应先将电途紧闭。别的,请注意电解CUT的极性。

  运用少少已知容量和介电常数的电容器,您能够轻松地校准电途。同样,通过转移振荡器频率,即通过转移C3的值来扩展电途能够惩罚的合意电容的限造也是一个好思法。将C3的值增补到100 nF(或更大)能够使做事周期易于观望到,这有帮于正在显现题目时举行调试。最终,能够运用4040芯片替代4060,并运用振荡器来增补电途。