利用VC9806+测定0.1uF电容

xjw01

自自制的LCR电桥，没有设计100欧档，所以对于20欧与1k欧之间的中心电抗实测精度有影响，中心电抗约为sqrt(20*1k)=140欧，今设计一个方案准确验证200欧电抗（0.1uF @ 7.8kHz）下的误差。
为了取得0.1uF参考电容的准确容量，采用外接电桥精确测量0.1uF电容的容量。
取一个电阻R与CBB(630V/0.1uF)电容串联，接到DDS内阻为50欧的信号源。
用VC9806+万用表200mV档测得R上电压为U1，电容C上的电压为U2
那么容抗 X = R*U2/U1，该式相对严格成立，特别是R与X相近时。

经电桥测定，VC9806+交流200mV档，7.8kHz输入电阻是1.8M欧左右，输入电容为90pF左右，电抗远比R大，所以精度有保证。设万用表输入电抗为X0，电阻为R，电容的容抗为X，则有
U1=(R//X0) / (R//X0 + X) = RX0/(XX0+XR+RX0)
U2=(X//X0) / (X//X0 + R) = XX0/(XX0+XR+RX0)
所以U1/U2 = R/X，得 X = R*U2/U1
由于采用平衡桥，且信号源阻抗远低于X0，所以万用表接在R与C上，信号输出保持不变。
万用表应使用绝对值均值检波万用表，不要使用真有效值万用表。真有效值表会把谐波信号测量进去，对提升测量精度是有害处的。
万用表使用频响好一点的，以增强桥平衡检测的灵敏度。
U1与U2的测量过程中，红表笔接在温端，黑表笔分别接热端和地。
电容采用CBB/630V电容，它的容量随频率及测试电压变化很小。
这种测量方法，与LCR电桥的测量原理是相同的。只不过，把桥电路、信号源、毫伏表分开，减小了相互干扰，而且使用平衡桥，可以得到更高的精度。由于VC9806+的分辨力高，所以理论上得到的精度优于这个DIY的电桥。

0.1uF实测

R = 198.8欧
U1 = 138.90 mV
U2 = 138.82 mV
f=7.870kHz
如果电桥不平衡，可适当微调频率，使之基本平衡。

因此，X = R*U2/U1 = 198.657欧

C = 1/(6.283*f*X) = 101.8nF

用DIY的电桥，在7.8k档实测：
20欧档测得102.0 nF，误差0.2%
1k欧档测得101.7 nF，误差0.1%

huocaigou

顶好贴子。。

worldly_guest

跟着楼主后面能学到许多东西，顶！

benli

很多万用表都有电容挡啊，直接测量不就行了

xjw01

万用表的电容档精度是非常低的，稍有精度要求，电容档形同虚设。
万用表，满度精一般也只有2%至5%，平时测一个电容，也不一定在满度，往往误差10%，甚至误差20%
万用表电容档测电容，只是测个大概。
上面的桥测法，精度高得多，精度至少提高10倍，精心设计，可以提高100至1000倍。

xjw01

再一个问题，很多万用表电容档，使用多年后，如果失常，满度误差可达10%或20%
使用者测量电容时，发现与电容标称值不同，一般认为电容不准，其实，很可能是万用表不准，而不是电容不准。
我的几块万用表，VC86D、VC9806+、两个9205，测同一个电容，测值相差很远，最大相差10%，只有VC86D精度达到1%至2%，基它三块表都不准。

因此，建议塔桥标定几个电容，验证万用表的精度。

haloele

楼主你好，如何自制LCR电桥啊，我现在也有一个0.1uf的电容要测量，不知道怎么下手

skymsn

顶，这些还真是高深啊！！！

lting

好多公式阿

皋城瑶珄

具备电桥情况下再用万用表测量20-1K的话，还不如不要电桥，电桥测量电容不准就失去电桥意义了，看来这电桥设计仍旧需要再改进

nikon-d90

很好的技术帖，收藏了。