电容丈量被用于验证电容器满意厂家的指数目标。在进行质量操控时,或许会将一组电容器置于一个环境舱中,并丈量每个电容器的电容。多个开关将电容器衔接至电容计。
在切换电容时,测验频率和寄生电容会产生影响。因为一般选用高频(kHz~MHz规模)丈量电容,所以细心选择开关卡来防止带宽约束引起的差错很重要。有必要通过开路和短路校准,由LCR丈量仪来批改开关和电缆引进到体系中的电容。所以,了解LCR丈量仪是否可以进行必要的批改十分重要。
在图1中,Keithley 7011-S型1×10路选通卡将LCR丈量仪衔接到几个不知道电容器(C1~C8)。关于恣意电容器的丈量,有必要闭合4个继电器。4组开关的输出被衔接到LCR丈量仪的4个输入端子。
图1,运用7011-S卡丈量电容。
7011-S能对多达10个电容器进行4线衔接。但是,两组通道有必要被用于进行开路和短路校准,所以,体系最多仅能测验8个电容器。在进行开路校按时,HI CURR和HI POT导线有必要通过每组中的通道9衔接在一同;LO CURR和LO POT测验线有必要被衔接在一同。在进行短路校按时,悉数4根导线通过每组中的通道10衔接在一同。
衔接到不知道电容器的4根同轴电缆的屏蔽被互相衔接在一同。为了取得最佳准确度,应该在接近电容器处进行衔接。为简略起见,在图1中未制作屏蔽。因为7011-S型卡上的空间约束,有必要运用小型同轴电缆。一切通道的同轴电缆长度应该大致相同。
关于7011-S型卡,测验频率可高达100 kHz.该卡可切换的最小不知道电容大约为10pF。除受开关卡最大电流额定值的约束外,没有最大电容约束。
图中所示的体系可通过更多的7011-S开关卡方便地进行扩展。扫描仪主机的背板可衔接每个开的相应开关组。从一切开上拆下“背对背”跳线即可。当通过添加开关卡扩展体系时,最大答应测验频率将下降。在这类运用中不主张运用7011-C型开关卡,其接线头衔接器引起的耦合会产生不行承受的差错。
若要在1 MHz或更高频率下丈量电容器,运用RF开关卡就十分要害,例如7711型2 GHz 50Ω射频模块。7711型模块由两组1×4多路选通开关组成。如图2所示,两块7711型模块供给了4端衔接,可衔接一个4端电容桥,测验最多2个电容器。一个模块切换电容桥的HI端子,而第二个模块切换LO端子。
图2,运用两块7711型模块进行高频电容丈量。
每组开关的第二个通道被衔接到一个跳线,以便进行短路校准。当没有通道被选中时,每组开关的榜首个通道(常闭)被衔接到一个输出端口。如图所示,通过将同轴电缆衔接之一切的4个输出端口,则可进行开路校准。此外,要注意这些电缆应该与其它通道的电缆长度相同。
为了扩展体系至可测验更多的电容器,就需要更多的开关模块。因为每组开关的两路输入需被衔接到另一个模块的输出,所以就可以用1×8多路选通开关替代1×4多路选通开关。该体系共有6块7711型模块,可测验最多6个电容器。相似地,通过将两个模块衔接为1×12多路选通开关,用一共8个模块即可测验最多10个电容器。
图3所示的体系可丈量电容器的电容和漏流。在该图中,请留心皮安计pA和LCR丈量仪别离通过通道9和通道10衔接到被测电容器的。7011-S开关卡上的输出端口没有衔接。但是,输出端口可用于添加更多的开关卡,增大总被测电容数量。
为了丈量C1的漏流,有必要首要闭合B组和C组的通道1和通道9,极化电容器。这将通过限流电阻R2将电压源衔接到电容器。通过相应的“保压”时刻后,闭合通道1/A组和通道9/A组,将皮安计衔接到电容器,然后开路通道9/B组,以防止短路皮安计。一旦测得了漏流,在对电容器放电时,应该首要开路通道9/A组和通道9/C组。然后闭合B组和D组上的通道9,这将在电容器C1两头衔接上电阻器R3。
注:开关卡上的一切“背对背”跳线有必要悉数撤除。为简练起见,省掉了开路和短路通道。
图3,运用一块7011-S卡丈量电容和漏流。
二极管和电阻器R1与皮安计的输入串联,其有两个功用:榜首,电阻在电容产生短路时起到限流的效果;第二,在丈量1nF或更大的电容器时,二极管将皮安计的噪声降至最低。该二极管是感光性的,因而应与R1一同被安装在一个不透光的静电屏蔽套内。
C1的电容值丈量可首要开路B和D组开关的通道9,然后闭合A~D组的通道10.这样将把LCR桥衔接至电容器C1。在衔接LCR桥之前,请保证一切的电容器均被放电。
该体系的本钱相对较低,但是,存在几项功能方面的约束:
最大测验电压为110 VDC。可以以适当的准确度丈量1 nA的漏流,因而可验证100V/1nA或100 GΩ的电容漏阻。
LCR桥的测验频率不宜高于100 kHz。
被测最小%&&&&&%大约为10pF。