電容測量" title="電容測量">電容測量被用于驗(yàn)證電容器滿足廠家的指數(shù)指標(biāo)。在進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí),，可能會(huì)將一組電容器置于一個(gè)環(huán)境艙中,，并測量每個(gè)電容器的電容。多個(gè)開關(guān)將電容器連接至電容計(jì),。
在切換電容時(shí),，測試頻率" title="測試頻率">測試頻率和寄生電容" title="寄生電容">寄生電容會(huì)產(chǎn)生影響,。由于通常采用高頻（kHz～MHz范圍）測量電容，所以仔細(xì)選擇開關(guān)卡來避免帶寬限制引起的誤差很重要,。必須通過開路和短路校準(zhǔn),，由LCR測量儀來修正開關(guān)和電纜引入到系統(tǒng)中的電容,。所以,，了解LCR測量儀是否能夠進(jìn)行必要的修正非常重要。
在圖1中,，Keithley 7011-S型1×10路選通卡將LCR測量儀連接到幾個(gè)未知電容器（C1～C8）,。對(duì)于任意電容器的測量，必須閉合4個(gè)繼電器,。4組開關(guān)的輸出被連接到LCR測量儀的4個(gè)輸入端子,。
圖1，利用7011-S卡測量電容,。
7011-S能對(duì)多達(dá)10個(gè)電容器進(jìn)行4線連接,。然而，兩組通道必須被用于進(jìn)行開路和短路校準(zhǔn),，所以,，系統(tǒng)最多僅能測試8個(gè)電容器。在進(jìn)行開路校準(zhǔn)時(shí),，HI CURR和HI POT導(dǎo)線必須通過每組中的通道9連接在一起,；LO CURR和LO POT測試線必須被連接在一起。在進(jìn)行短路校準(zhǔn)時(shí),，全部4根導(dǎo)線通過每組中的通道10連接在一起,。
連接到未知電容器的4根同軸電纜的屏蔽被彼此連接在一起。為了獲得最佳準(zhǔn)確度,，應(yīng)該在靠近電容器處進(jìn)行連接,。為簡單起見，在圖1中未繪制屏蔽,。由于7011-S型卡上的空間限制,，必須使用小型同軸電纜。所有通道的同軸電纜長度應(yīng)該大致相同,。
對(duì)于7011-S型卡,，測試頻率可高達(dá)100 kHz.該卡可切換的最小未知電容大約為10pF。除受開關(guān)卡最大電流額定值的限制外,，沒有最大電容限制,。
圖中所示的系統(tǒng)可通過更多的7011-S開關(guān)卡方便地進(jìn)行擴(kuò)展。掃描儀主機(jī)的背板可連接每個(gè)開的相應(yīng)開關(guān)組,。從所有開上拆下“背對(duì)背”跳線即可,。當(dāng)通過增加開關(guān)卡擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí),，最大允許測試頻率將下降。在這類應(yīng)用中不建議使用7011-C型開關(guān)卡,，其接線頭連接器引起的耦合會(huì)產(chǎn)生不可接受的誤差,。
若要在1 MHz或更高頻率下測量電容器，使用RF開關(guān)卡就非常關(guān)鍵,，例如7711型2 GHz 50Ω射頻模塊,。7711型模塊由兩組1×4多路選通開關(guān)組成。如圖2所示,，兩塊7711型模塊提供了4端連接,，可連接一個(gè)4端電容橋，測試最多2個(gè)電容器,。一個(gè)模塊切換電容橋的HI端子,，而第二個(gè)模塊切換LO端子。
圖2,，利用兩塊7711型模塊進(jìn)行高頻電容測量,。
每組開關(guān)的第二個(gè)通道被連接到一個(gè)跳線，以便進(jìn)行短路校準(zhǔn),。當(dāng)沒有通道被選中時(shí),，每組開關(guān)的第一個(gè)通道（常閉）被連接到一個(gè)輸出端口。如圖所示,，通過將同軸電纜連接之所有的4個(gè)輸出端口,，則可進(jìn)行開路校準(zhǔn)。此外,，要注意這些電纜應(yīng)該與其它通道的電纜長度相同,。
為了擴(kuò)展系統(tǒng)至可測試更多的電容器，就需要更多的開關(guān)模塊,。由于每組開關(guān)的兩路輸入需被連接到另一個(gè)模塊的輸出,，所以就可以用1×8多路選通開關(guān)代替1×4多路選通開關(guān)。該系統(tǒng)共有6塊7711型模塊,，可測試最多6個(gè)電容器,。相似地，通過將兩個(gè)模塊連接為1×12多路選通開關(guān),，用總共8個(gè)模塊即可測試最多10個(gè)電容器,。
圖3所示的系統(tǒng)可測量電容器的電容和漏流。在該圖中,，請(qǐng)留意皮安計(jì)pA和LCR測量儀分別通過通道9和通道10連接到被測電容器的,。7011-S開關(guān)卡上的輸出端口沒有連接。然而，輸出端口可用于增加更多的開關(guān)卡,，增大總被測電容數(shù)量,。
為了測量C1的漏流，必須首先閉合B組和C組的通道1和通道9,，極化電容器,。這將通過限流電阻R2將電壓源連接到電容器。經(jīng)過相應(yīng)的“保壓”時(shí)間后,，閉合通道1/A組和通道9/A組,，將皮安計(jì)連接到電容器，然后開路通道9/B組,，以避免短路皮安計(jì),。一旦測得了漏流,，在對(duì)電容器放電時(shí),，應(yīng)該首先開路通道9/A組和通道9/C組。然后閉合B組和D組上的通道9,，這將在電容器C1兩端連接上電阻器R3,。
注：開關(guān)卡上的所有“背對(duì)背”跳線必須全部拆除。為簡潔起見,，省略了開路和短路通道,。
圖3，利用一塊7011-S卡測量電容和漏流,。
二極管和電阻器R1與皮安計(jì)的輸入串聯(lián),，其有兩個(gè)功能：第一，電阻在電容發(fā)生短路時(shí)起到限流的作用,；第二,，在測量1nF或更大的電容器時(shí)，二極管將皮安計(jì)的噪聲降至最低,。該二極管是感光性的,，因此應(yīng)與R1一起被安裝在一個(gè)不透光的靜電屏蔽套內(nèi)。
C1的電容值測量可首先開路B和D組開關(guān)的通道9,，然后閉合A～D組的通道10.這樣將把LCR橋連接至電容器C1,。在連接LCR橋之前，請(qǐng)確保所有的電容器均被放電,。
該系統(tǒng)的成本相對(duì)較低,，然而，存在幾項(xiàng)性能方面的限制：
最大測試電壓為110 VDC,。能夠以相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度測量1 nA的漏流,，因此可驗(yàn)證100V/1nA或100 GΩ的電容漏阻。
LCR橋的測試頻率不宜高于100 kHz,。
被測最小電容大約為10pF,。
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