电桥电容容量测试技术分类有几种

红豆生南国

很少在网络看到电容的容量测试技术，本人认为目前有下面几种方式，请指正
1，充放电时间法，利用电容的充放电时间来计算电容的容量，这种方式容易受到电容的ESR和漏电电阻的影响导致测量结果不准确，很容易导致有些电容性能下降而测不出容量，这种目前在淘宝卖的简易数字显示小测试仪应该有些是这个技术；
2，容抗测量法，利用电容的ESR随频率不同而呈现不同ESR来测试容量方式，不同的测试频率会导致电容内阻的不同，不同容量的电容使用不同频率的信号即可，这样的技术测试也容易受到电容固有的ESR值和漏电电阻而影响了测试的准确值；
3，谐振测试法，利用电容和电感或者阻容构成的震荡器谐振频率来测试电容的容量，这种技术相对准确度比较高不会受到电容的ESR和漏电影响，但是会导致测试为正常容量的电容实际是漏电或者ESR增高失效的电容；

washu

红豆生南国 发表于 2019-1-26 10:06
那电容的ESR变高导致电容品质变差电桥法是测不出来了，需要看Q值或者损耗角才能判断电容质量好坏？

我这明明是解释电桥可以测出 ESR --- 因为电桥需要模和幅角相等才能平衡，咋到你这就变成不能了呢？高中数学课摸小鱼去了吧

一个和电阻串联（ESR）的电容，其阻抗 Z，和容抗 X，ESR 之间是一个复平面



复数的三角形式：
容抗 X 是阻抗 Z 的模和幅角 θ 的正弦的积，即 Xc=sin(θ) * |Z|
电阻 R 是阻抗 Z 的模和幅角 θ 的余弦的积，即 Xc=cos(θ) * |Z|

那么下面一个交流电桥，当其平衡时，有 Z`ra * Z`x = Z`rb * Z`std。根据复数的指数形式，Z=R+jX=Ze^jθ，所以该式可写成

Zrae^jθra * Zx^jθx = Zrbe^jθrb * Zstde^jθstd

复数相乘时，模相乘、幅角相加，得 Zra*Zx e^j(θra+θx) = Zrb*Zstd e^j(θrb+θstd)

故电桥平衡时，Zra * Zx = Zrb * Zstd，且 θra+θx = θrb+θstd

所以电桥平衡时，对角线的复阻抗的模的乘积相等，对角线的幅角的和也相等。

由于标准电容巨大昂贵且不易改变其容量，为方便制造电桥，通常只是用一个（一组）标准电容，而其它桥臂使用电阻，也就是说桥臂 Za、Zb 是纯电阻，因此其幅角为 0，那么带入 θra+θx = θrb+θstd 得 θx = θstd，因此当电桥平衡时，

[Rx+jXcx] * Ra = [Rstd+jXcstd] * Rb

得 Rx = Rstd * Rb/Ra，Cx = Cstd * Ra/Rb

待测电容的 DF = ω Rstd * Cstd

所以，通过调节桥臂的电阻 Ra、Rb、Rj，使得电桥平衡，即可通过 Ra、Rb、Cstd 计算出待测电容大小：
Cx= 1u * Ra/Rb = 1 * 2.34 / 1 = 2.34uf
待测电容的串联电阻
ESR = Rstd * Rb/Ra = 2.8782Ω * 1 / 2.34 = 1.23Ω
耗损角正切 DF = tan(δ) = ω Rstd * Cstd = 100 * 2 * 3.14 * 2.8782 * 0.000001 = 0.001807

反正切得耗损角 δ = 0.10356 度，幅角 θ = 89.8964 度

所以交流电桥可以完整且直接测出待测电容的容量 C，等效串联电阻 R（ESR），耗损角正切 DF（tan(δ)），咋到你那里就不能了？

JHXC

对电子元件的认识，一些爱好者或修理人员没有去认真的研究他的属性，所以才导致测试或使用中存在许多误区。比方说实际的电容器，他们本身是一个复合体，除了体现电容的容量，还有电感分量、电阻分量、而且他们对频率都比较敏感，如果用等效电路表示的话，L、C、R这三种元件，等效电路基本上是相似的，是一个LCR复合体。仅仅是，正常的元件，如果是电容，C占主导地位，如果是电感，L 占主导地位，如果是电阻，R占主导地位。假设这个元件质量不是太好、或者变质了、或者激励的信号频率不同，占主导地位的参数与次要参数就会相对变化，那就说，一只电容可能成了一只电感、或者是一只电阻了。这就是楼主应用那种简易的测试仪表无法测试的原因。楼主的这种仪表，使用是有条件的，比方说电容，仅仅是容量发生了变化，其他的附加参数影响可以忽略。

根据电容的等效电路，楼主提到的充电法或谐振法，假设等效电路中的R变得很大，充电或谐振可能就无法完成。对于电感和电阻也是一样。

电桥法的优点不止是可以精确的测试他们，其中关键的技术是根据等效回路中的L、C、R对信号响应的不同、再把他们分离出来确定他们的值。由电工基础知识可以知道，当正弦波交流电激励这三种元件时，由于电阻没有充放电效应、也没有反电势效应，电压与电流的相位是相同的；因为电容两端的电压不能突变，那就意味电容对信号的响应电流会超前、电容两端的电压会滞后；电感的属性大家都懂不说了。

由等效电路我们不难分析，假设一个实际电容中的L或R发生了变化、或者激励信号使得L和R产生的影响不能忽略，这个电容就不是C来主导了。电阻、电容还有电感他们的等效电路是相似的，所以同样适用这个道理。

电桥能够分离出具体元件中的各种分量，所以，主要分量的测定结果就不受附加分量的影响了，而且还能同时显示出附加参数或者是附加参数的影响。即使是传统的LCR平衡电桥，操作过的朋友都有体验，有些时候平衡非常麻烦，比方说电容的话，除了容抗的平衡，还有电阻分量的平衡。现代的数字电桥不一定需要桥路平衡，关键是参数的分离、参数的计算等。如果用分离元件实现的话电路会非常复杂，集成电路并没有使电路变得简单但性能却大大提高。对于LCR元件，电桥法可认为是首选的测试手段。

其他的电感电容测试仪表，都有他们的适应范围，他们很难比较全面的反映LCR元件的性能，许多时候无法正常测试就难免了。

涉及到的基础方面的知识，首先就来自于电工原理，所以重温基础会多多益善。

washu

zxj1728 发表于 2019-2-2 14:50
现代国产2毛钱的CBB电容的D值就这个值，不要以为老W手里所有的东西都是好东西  

电容的类型 ...

这个真不是。

下面这个是我多年前玩 7135 的时候能找到的、最好的国产 CBB 电容，当然，那时候我还没有 LCR 表，那时候 LCR 表还很贵，非常贵。玩 7135 的结果，自然也不理想，后来矿坛前辈告诫我说别玩了，上 Σ-Δ 吧，我从善如流。

看看这破 D 值



再看看人家！

washu

红豆生南国 发表于 2019-1-26 10:06
那电容的ESR变高导致电容品质变差电桥法是测不出来了，需要看Q值或者损耗角才能判断电容质量好坏？

这是老手动平衡电桥的实物样子，人家还在额头上写了 Cx=Rb/Ra * Cn，D = ω * Cn * Rn...

嗯，没写 ESR = Rn * Ra/Rb 就不认识了么

红豆生南国

没人聊几句吗？好像只围观笑而不语

JHXC

楼主说的只与电桥测试技术沾一点点边吧！电桥测试技术深入到元件属性的本质，楼主的方法还只停留在元件属性的表层。

washu

红豆生南国 发表于 2019-1-21 15:14
没人聊几句吗？好像只围观笑而不语

当然笑而不语了   咋说呢。。。

1、所谓电桥，指使用了桥式结构的测量电路，所以充放电法和谐振法一般来说不会是电桥，因为通常不会构成桥式电路

2、容抗法可以构成桥式结构，商品电容店桥一般都是容抗桥，且通常是自动平衡桥，不需要人工调平衡。

可是，谁告诉你容抗电桥是用 ESR 来测电容的容量的？容抗桥，顾名思义就是测出电容的容抗 Xc，然后根据 Xc 在数学上 =1/ωC 求出电容量 C，和 ESR 有什么关系？而且谁告诉你 ESR 和漏电会影响测量的？

一个电容


给电容串联一个很大的电阻（相对通常的 ESR）


给电容并联一个很小的电阻（相对漏电电阻）



有影响么？说得不好听，因为测试夹具、测试线变形引入的不确定度可能都还更大，而且如果不是因为这是 6 位数字的高精度电桥，你还根本看不到这种变化。

红豆生南国

washu 发表于 2019-1-21 15:57
当然笑而不语了   咋说呢。。。

1、所谓电桥，指使用了桥式结构的测量电路，所以充放电法和谐振法一 ...

这是本人的理解，所以需要有懂的人出来指正，目前发现淘宝卖的简易测试仪对一些接近失效的电解电容（飞利浦）测不出来，显示未知器件所以引起对原理的探讨，这2个电容在电桥测试是有容量的不会偏离那么多电桥测试出来是20uF左右这个电容原来容量标33uF但是在这个测试仪测试不准确，品质正常的电容测试仪是可以正常测试出数值的！

47uF测试图

无敌吴刚

学习了！特别瓦神做的几个试验很好！至于楼主那个测试仪，我好像也有一个类似的，但是只用它测下三极管场管管脚之外，从来不用它来测电容，那东东不准吧？没多大参考价值。

ztq

washu 发表于 2019-1-21 15:57
当然笑而不语了   咋说呢。。。

1、所谓电桥，指使用了桥式结构的测量电路，所以充放电法和谐振法一 ...

这个例子好。

ztq

楼主还是应该先看看理论，再讨论。

lanniao

搜索HP的《阻抗测试手册》，系统的学习阻抗测量，德科技就是以前的hp仪器，网站上有这个手册

红豆生南国

ztq 发表于 2019-1-21 21:53
楼主还是应该先看看理论，再讨论。

我要是精通就不会来发帖

w6955

红豆生南国 发表于 2019-1-21 16:43
这是本人的理解，所以需要有懂的人出来指正，目前发现淘宝卖的简易测试仪对一些接近失效的电解电容（飞利 ...

瓦叔要不是“懂行的人”估计本坛就都是外行了。感觉你的问题可能无解了。你说的几种测量方法都不是电桥法，电桥法的本质就是利用桥式电路与标准器件比较而得到结果的。

红豆生南国

JHXC 发表于 2019-1-22 13:04
对电子元件的认识，一些爱好者或修理人员没有去认真的研究他的属性，所以才导致测试或使用中存在许多误区。 ...

欢迎指导！

无敌吴刚

JHXC 发表于 2019-1-22 13:04
对电子元件的认识，一些爱好者或修理人员没有去认真的研究他的属性，所以才导致测试或使用中存在许多误区。 ...

写得超好！通俗易懂！

466146268

washu 发表于 2019-1-21 15:57
当然笑而不语了   咋说呢。。。

1、所谓电桥，指使用了桥式结构的测量电路，所以充放电法和谐振法一 ...

请问这是啥电容？好小的D值，另外请问CBB，CL,MKP电容能从颜色区分吗？