吉時利產(chǎn)品在電容器漏電測量的應(yīng)用
概述
電容器是各種電子設(shè)備中的基本元件，廣泛地應(yīng)用于對電子電路進(jìn)行旁路、耦介、濾波和調(diào)諧等。然而，要使用電容器就必須明白其 特性：包括電容值、額定電壓值、溫度系數(shù)以及泄漏電阻等。電容器 制造廠家對這些參數(shù)進(jìn)行測試；最終用戶也進(jìn)行這類測試。 這里討論的應(yīng)用實例是使用吉時利皮安計6487 或吉時利靜電計6517B 測量電容器的泄漏電阻。此泄漏電阻可以用“IR”（絕緣電阻）來代表 , 并用兆歐 - 微法來表示（電阻值可以用“IR”值除以電容來計算）。在另一些情況下，漏電可以用給定電壓（通常為工作電壓）下的泄漏電 流來表示。
測試方法介紹
測量電容器漏電的方法是向被測的電容器施加一個固定的電壓 , 然后測量所產(chǎn)生的電流。泄漏電流隨時間呈指數(shù)衰減，所以通常需要在一個已知的時間期間內(nèi)施加電壓（浸潤時間），然后再測量電流。
圖 1 是測試電容器漏電的一般電路。其中，在浸潤時間內(nèi)將電壓加到電容器（CX）的兩端，該時間過去之后再用電流表測量其電流。在這個測試系統(tǒng)中，與電容器相串聯(lián)的電阻器（R）是一個重要的元件。 這個電阻器有兩個作用：
1 在電容器短路的情況下，電阻器限制電流的大小。
2 如第 2.3.2 節(jié)所述，電容器的容抗隨著頻率的增加而降低，這就會增加反饋電流表的增益。此電阻器則將增益限制到一個有限的數(shù)值。該電阻器的合理數(shù)值是使得 RC 的乘積為 0.5 到 2 秒。
在電路中加入一個正向偏置的二極管會得到更好的效果，如圖 2 所示。該二極管象一個可變的電阻。當(dāng)電容器的充電電流很大時，其阻值很低；而電流隨時間變小時，其阻值增大。這時串聯(lián)的電阻器可以小得多，因為其作用只是防止電壓源過載以及電容器短路時損壞二 極管。該二極管應(yīng)采用小信號二極管，如 IN914 或者1N3595, 并且必須具有閉光的封裝。當(dāng)進(jìn)行雙極性測量時，應(yīng)當(dāng)使用兩個二極管，并將其反向并聯(lián)。
圖 1. 簡單的電容器漏電測試電路
圖 2. 使用二極管的電容器漏電測試電路
測試電路
從統(tǒng)計的角度來看，常常需要測試大量的電容器以獲得有用的數(shù)據(jù)。顯然，用手動的方法進(jìn)行這些測試是不實際的，所以需要某種類型的自動測試系統(tǒng)。圖 3 示出這樣一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用 6487 型皮安計電壓源、7158 型弱電流掃描器卡和 7169A 型 C 類開關(guān)卡。這些板卡 安裝在一個程控開關(guān)主機(jī) ( 如 7002 型 ) 內(nèi)。用一臺計算機(jī)控制各種儀器自動進(jìn)行測試。
在這個測試系統(tǒng)中，用一臺儀器 — 吉時利皮安計6487來提供電壓源和弱電流測量的功能。這臺儀器對于這種應(yīng)用工作特別有用，因為它可以顯示電阻或漏電電流并且能輸出高達(dá) 500V 的直流電壓。在測量更低電流時，這個系統(tǒng)也可以使用吉時利靜電計6517B。
根據(jù)電壓源的極性，互相并聯(lián)的兩個二極管 (D) 中的一個用來減 小噪聲，而另一個二極管則提供放電通路。在測量完成以后，7169A 型的常閉接點(diǎn)使電容器放電。由于 7169A 卡的限制，電壓源的輸出電 壓不能超過 500V。如果最大測試電壓只有 110V, 則可以用 7111 型的 C 類開關(guān)卡來代替 7169A 卡。
圖 3：電容器漏電測試系統(tǒng)
一套開關(guān)用來輪流向每一個電容器施加測試電壓，另一套開關(guān)在適當(dāng)?shù)慕檿r間之后將每個電容器連接到皮安計。
溶液的電導(dǎo)率對雜質(zhì)的存在是很敏感的。這就意味著電導(dǎo)率的數(shù)值隨存在雜質(zhì)的不同而異，而不只是一個特征常數(shù)。所以不需要高的準(zhǔn)確度，測試設(shè)備也不需要很精細(xì)。
與 pH 值測量的情況一樣，應(yīng)當(dāng)使電流盡可能地低。還可以交替變化其極性以避免電極的極化。
必須牢固地安裝單元的電極，以避免其振動和移動而產(chǎn)生噪聲和干擾。此外，將引線屏蔽也有助于降低干擾。
每個單元都有其特定的常數(shù)，該常數(shù)是電極之間導(dǎo)電溶液的體積的函數(shù)。當(dāng)電極面積非常小而溶液的導(dǎo)電率非常低時，靜電計是非常有用的。要進(jìn)行可靠的測量，溫度控制是非常重要的。
電導(dǎo)率可以由已知的電流值（I）、電壓讀數(shù)（V）、電極的面積及其之間的距離計算出來：
其中：s = 電導(dǎo)率（西門子 / 厘米）
A = 電極的表面積（厘米 2）
L = 電極間的距離（厘米）
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