電容器的關(guān)鍵參數(shù)是其介電吸收（DA）。如果您想估算電容器的質(zhì)量或識(shí)別其電介質(zhì)類(lèi)型，則只需測(cè)量其DA。這種簡(jiǎn)單的電路可以幫助避免選擇具有適當(dāng)DA的電容器所耗費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)程序。它甚至可以很容易地區(qū)分聚丙烯（PP）電容器和聚苯乙烯（PS）電容器，它們的DA值很接近，而無(wú)需拆開(kāi)蓋子即可查看其中的電介質(zhì)。

有幾種估計(jì)或測(cè)量DA值的方法。對(duì)于經(jīng)典的直接測(cè)量，將被測(cè)電容器（CUT）充電（“浸泡”），然后短暫放電。電容器在等待時(shí)間后恢復(fù)的電壓為介電吸收電壓（DAV）。標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確地定義了過(guò)程所有階段的持續(xù)時(shí)間，并且該過(guò)程非常耗時(shí)。另一種選擇是估計(jì)DA導(dǎo)致RC集成器工作的失真。您還可以估計(jì)DA在RC網(wǎng)格上的純正弦信號(hào)中引起的失真。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，后兩種方法的主要區(qū)別在于所涉及的測(cè)量程序。

以下電路與經(jīng)典測(cè)量技術(shù)的要求一致。他們可以保持與經(jīng)典方法類(lèi)似的計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)相當(dāng)大（大約一個(gè)小時(shí)），但是計(jì)時(shí)可以縮短到幾秒鐘或更短。

圖1中的電路包含兩個(gè)簧片繼電器（S1，S2），它們控制CUT的充電和放電。它還包含一個(gè)采樣保持電路（簧片繼電器S3和電容器C1），用于對(duì)電容器C1上的DAV進(jìn)行采樣。顯示所有繼電器觸點(diǎn)均已禁用。

圖1該電路可以通過(guò)適當(dāng)控制簧片繼電器開(kāi)關(guān)的時(shí)序來(lái)測(cè)量被測(cè)電容器的介電吸收。

電阻R1和R2限制了CUT和C1的充電和放電電流。它們的額定值應(yīng)能夠承受充電電壓E。電阻R3是可選的。如果通過(guò)繼電器S2泄漏的情況足夠大，以致在斷開(kāi)CUT斷開(kāi)時(shí)（即CUT = 0）讀數(shù)不為零，則可以添加該值。

采樣保持電路增加了CUT輸出脈沖的持續(xù)時(shí)間，使您可以更輕松地檢查它。但是，由于采樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤差，因此您需要通過(guò)將讀數(shù)乘以（1 + C1 / CUT）來(lái)校正讀數(shù)。電容器C1應(yīng)具有低泄漏和低吸收。大多數(shù)PP，PS或NP0陶瓷應(yīng)符合要求。

圖2中的計(jì)數(shù)器控制開(kāi)關(guān)的時(shí)序?？梢允褂?a target="_blank">微控制器來(lái)控制時(shí)序，但是選擇該電路是為了避免進(jìn)行任何編程。

圖2為了控制圖1電路中的開(kāi)關(guān)，計(jì)時(shí)器激活了繼電器驅(qū)動(dòng)器。

定時(shí)電路由一個(gè)振蕩器和一個(gè)帶紋波的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器（CD4060B）組成，該計(jì)數(shù)器與兩個(gè)4023 NAND門(mén)一起為開(kāi)關(guān)提供控制序列（圖3）。 4023的第三個(gè)門(mén)未在電路中使用，任何未使用的輸入都應(yīng)連接到邏輯電平。

圖3這是圖2電路產(chǎn)生的時(shí)序。

對(duì)Q1 / Q2和Q1 / Q3分別創(chuàng)建邏輯“ A-或-notB”和“ A-和-notB”電路。這些有助于減少組件總數(shù)，并使電路的這一部分保持較少的電阻。具體來(lái)說(shuō)，之所以使用Q3，是因?yàn)槔^電器（與所有其他開(kāi)關(guān)一樣）的釋放比致動(dòng)要慢。晶體管Q1和Q4應(yīng)該具有足夠的增益來(lái)控制磁簧繼電器；在大多數(shù)情況下，將符合2N3906，BC560或BC327的要求。

繼電器的電壓V值應(yīng)足夠，同時(shí)不超過(guò)CMOS邏輯（“ B”級(jí)為20V）和MOSFET柵極-源極額定值的極限?；善^電器S1（SPDT）和S2 / S3（均為SPST-NO）應(yīng)具有比+ V低1至2V的線(xiàn)圈電壓。繼電器端子之間的泄漏也應(yīng)低。當(dāng)線(xiàn)圈與接觸電阻的范圍不超過(guò)數(shù)十MΩ時(shí)，我注意到一個(gè)問(wèn)題。

測(cè)試周期取決于振蕩器頻率以及使用了四個(gè)4060‘輸出。 （這些輸出應(yīng)嚴(yán)格連續(xù)，因此不能使用輸出Q12 – Q14。）對(duì)于所示的CD4060B，V = 10V，時(shí)鐘周期（T）為：

T = 2.2×R4×C3

因此，T約為7毫秒（ms），這樣，測(cè)試周期長(zhǎng)度= 0.007×1024，或約為7秒。

時(shí)間T并不重要，可以通過(guò)選擇較低的C1值將其減少十倍（或更多）。當(dāng)測(cè)試具有較低電容的CUT設(shè)備時(shí)，這可能特別方便。

這些電路可用于估計(jì)不太小的電容器的DA（對(duì)于所示的組件值，其DAs低至10nF）。電路可以測(cè)試的電容也有上限，因?yàn)槿绻鸆UT的電容太大，可能沒(méi)有足夠的時(shí)間完全放電。

該電路提供的放電時(shí)間（t）是CD4060計(jì)數(shù)器輸出Q7的一半。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，大多數(shù)電容器的DA都不少于0.01％，所以我們可以估算出CUT所需的最小放電時(shí)間（t）為：

t》 R1×CUT×ln（10000），

即大約：

t》 10×R1×CUT

其中，R1是限流電阻的值。

因此，如果t（Q7）為70 ms，放電時(shí)間（t）為35 ms，并且R1 = 300Ω，則CUT的上限為：

CUT 《35×/ 10-3 （10×300），約為12μF。

您將要測(cè)量的DAV大致與充電電壓E成正比，因此E應(yīng)該足夠高以使DAV引人注目。圖1的繼電器類(lèi)型和電阻值也將取決于E的值。

您可以使用如圖1所示連接的任何高電阻（Ri》 10MΩ）電壓表直接測(cè)量DAV估算值。最好使用分辨率不低于4.5位數(shù)的電壓表，因?yàn)镈AV可能很小。為了獲得穩(wěn)定的讀數(shù)，電壓表的時(shí)間常數(shù)C1×Ri應(yīng)該遠(yuǎn)大于周期持續(xù)時(shí)間（t）。在某些情況下，這可能是個(gè)問(wèn)題，因此示波器可能比電壓表更好。在比較兩個(gè)相同電容的電容器時(shí)，示波器還可以提供更明顯的讀數(shù)。

圖4具有相同值的三個(gè)電容器的代表性DA測(cè)量清楚地表明了其介電類(lèi)型的差異。

圖4顯示了使用此電路進(jìn)行DA測(cè)量的示例，使用示波器代替電壓表。顯示了三個(gè)電容相同（CUT = 220 nF）但介電常數(shù)不同的電容器（聚酯膜（PET /聚酯薄膜），PP和PS）的結(jié)果。示波器設(shè)置為10 mV /格，測(cè)試電路參數(shù)為：E = 100V和C1 = 100 nF。

對(duì)于PE電容器，DAV輸出脈沖幅度約為85 mV，對(duì)于PP電容器，此幅度約為18 mV，對(duì)于PS電容器，其僅為9 mV。因此，電介質(zhì)類(lèi)型之間的區(qū)別非常明顯。

通過(guò)采樣誤差校正計(jì)算DA值（DAV / E），我們得到：

?PET：（0.085 / 100）×（1+ 0.1 / 0.22）= 0.0012或0.12％；

?PP：（0.018 / 100）×（1+ 0.1 / 0.22）= 0.0003或0.03％；

?PS：（0.009 / 100）×（1+ 0.1 / 0.22）= 0.00013或0.013％。

該數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)表參考非常吻合。

安全須知

接通電源后，測(cè)量將連續(xù)重復(fù)。當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，CUT將通過(guò)S1的常閉觸點(diǎn)放電。但是，其放電時(shí)間取決于其電容，因此，如果電容和充電電壓E都足夠高，則在（斷開(kāi)）連接CUT時(shí)一定要遵守安全規(guī)則。在執(zhí)行此操作之前，應(yīng)先將電路關(guān)閉。另外，請(qǐng)注意電解CUT的極性。

最后的想法

使用一些已知容量和介電常數(shù)的電容器，您可以輕松地校準(zhǔn)電路。同樣，通過(guò)改變振蕩器頻率，即通過(guò)改變C3的值來(lái)擴(kuò)展電路可以處理的適當(dāng)電容的范圍也是一個(gè)好主意。將C3的值增加到100 nF（或更大）可以使工作周期易于觀察到，這有助于在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行調(diào)試。最后，可以使用4040芯片代替4060，并使用振蕩器來(lái)補(bǔ)充電路。
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