Tụ điện là một trong những linh kiện điện tử được sử dụng thường xuyên trong các thiết bị điện tử, nhưng nhiều người không biết cách phát hiện tụ điện. Dưới đây chúng tôi giới thiệu một số phương pháp kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ vạn năng. Tụ điện là một trong những linh kiện điện tử được sử dụng phổ biến nhất. Ký hiệu từ phổ biến cho các tụ điện là "C". Tụ điện chủ yếu bao gồm các điện cực kim loại, lớp điện môi và dây dẫn điện cực, và hai điện cực được cách điện với nhau. Do đó, nó có hiệu suất cơ bản là "chặn DC thành AC".
Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để kiểm tra tụ điện như sau:
1. Phát hiện trực tiếp với thiết bị điện dung
Một số đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có chức năng đo điện dung và phạm vi của chúng được chia thành năm phạm vi: 2000p, 20n, 200n, 2μ và 20μ. Khi đo, hai chân của tụ điện phóng điện có thể được cắm trực tiếp vào giắc Cx trên bảng đồng hồ và có thể đọc dữ liệu hiển thị sau khi chọn phạm vi thích hợp.
000mức p, phù hợp để đo điện dung dưới 2000pF; mức 20n, phù hợp để đo điện dung giữa 2000pF và 20nF; Mức 200n, phù hợp để đo điện dung trong khoảng 20nF đến 200nF; Mức 2μ, phù hợp để đo trong khoảng từ 200nF đến 2μF Phạm vi 20μ, phù hợp để đo điện dung trong khoảng từ 2μF đến 20μF.
Kinh nghiệm đã chứng minh rằng một số loại đồng hồ vạn năng kỹ thuật số (chẳng hạn như DT890B plus ) có sai số lớn khi đo các tụ điện dung lượng nhỏ dưới 50pF và hầu như không có giá trị tham chiếu để đo các tụ điện dưới 20pF. Tại thời điểm này, phương pháp nối tiếp có thể được sử dụng để đo điện dung có giá trị nhỏ. Phương pháp là: trước tiên hãy tìm một tụ điện khoảng 220pF, sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để đo dung lượng thực C1 của nó, sau đó kết nối tụ điện nhỏ cần đo song song với nó để đo tổng dung lượng C2 của nó, sau đó đo sự khác biệt giữa hai ( C1-C2) là Công suất của tụ điện nhỏ cần đo. Sử dụng phương pháp này để đo các tụ điện dung lượng nhỏ từ 1 đến 20pF là rất chính xác.
2. Phát hiện với thiết bị điện trở
Thực tế đã chứng minh rằng quá trình sạc của tụ điện cũng có thể được quan sát bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, đây thực sự là một đại lượng kỹ thuật số riêng biệt để phản ánh sự thay đổi của điện áp sạc. Giả sử rằng tốc độ đo của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là n lần mỗi giây, trong khi quan sát quá trình sạc của tụ điện, có thể thấy n lần đọc tăng dần và độc lập mỗi giây. Theo tính năng hiển thị này của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, chất lượng của tụ điện có thể được phát hiện và kích thước của điện dung có thể được ước tính. Dưới đây giới thiệu phương pháp phát hiện tụ điện bằng cách sử dụng bánh răng điện trở của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, rất hữu ích cho các thiết bị không có bánh răng điện dung. Phương pháp này phù hợp để đo các tụ điện có dung lượng lớn từ 0.1 μF đến vài nghìn microfarad.
1. Phương pháp vận hành đo lường
Như thể hiện trong hình, xoay đồng hồ vạn năng kỹ thuật số sang thiết bị điện trở thích hợp và dây đo màu đỏ và dây đo màu đen tương ứng tiếp xúc với hai cực của tụ điện Cx đang được kiểm tra. Lúc này, giá trị hiển thị sẽ tăng dần từ "000" cho đến khi hiển thị ký hiệu tràn "1". Nếu nó luôn hiển thị "000", điều đó có nghĩa là tụ điện bị đoản mạch; nếu nó luôn hiển thị tràn, nó có thể là một mạch hở giữa các cực bên trong của tụ điện, hoặc tệp điện trở được chọn có thể không phù hợp. Khi kiểm tra tụ điện, cần lưu ý rằng dây thử màu đỏ (có điện tích dương) được nối với điện cực dương của tụ điện và dây thử màu đen được nối với điện cực âm của tụ điện.
2. Nguyên tắc đo lường
Nguyên lý đo của việc đo tụ điện với bánh răng điện trở được thể hiện trong Hình {{0}}}(b). Trong quá trình đo, nguồn điện tích cực sẽ sạc tụ điện Cx được đo thông qua điện trở chuẩn R0 và tại thời điểm sạc, vì Vc=0, "000" được hiển thị. Khi Vc tăng dần, giá trị hiển thị tăng. Khi Vc=2VR, đồng hồ bắt đầu hiển thị biểu tượng tràn "1". Thời gian sạc t là thời gian cần thiết để giá trị hiển thị thay đổi từ "000" sang tràn và khoảng thời gian này có thể được đo bằng đồng hồ thạch anh.
Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để kiểm tra tụ điện như sau:
1. Phát hiện trực tiếp với thiết bị điện dung
Một số đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có chức năng đo điện dung và phạm vi của chúng được chia thành năm phạm vi: 2000p, 20n, 200n, 2μ và 20μ. Khi đo, hai chân của tụ điện phóng điện có thể được cắm trực tiếp vào giắc Cx trên bảng đồng hồ và có thể đọc dữ liệu hiển thị sau khi chọn phạm vi thích hợp.
000mức p, phù hợp để đo điện dung dưới 2000pF; mức 20n, phù hợp để đo điện dung giữa 2000pF và 20nF; Mức 200n, phù hợp để đo điện dung trong khoảng 20nF đến 200nF; Mức 2μ, phù hợp để đo trong khoảng từ 200nF đến 2μF Phạm vi 20μ, phù hợp để đo điện dung trong khoảng từ 2μF đến 20μF.
Kinh nghiệm đã chứng minh rằng một số loại đồng hồ vạn năng kỹ thuật số (chẳng hạn như DT890B plus ) có sai số lớn khi đo các tụ điện dung lượng nhỏ dưới 50pF và hầu như không có giá trị tham chiếu để đo các tụ điện dưới 20pF. Tại thời điểm này, phương pháp nối tiếp có thể được sử dụng để đo điện dung có giá trị nhỏ. Phương pháp là: trước tiên hãy tìm một tụ điện khoảng 220pF, sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để đo dung lượng thực C1 của nó, sau đó kết nối tụ điện nhỏ cần đo song song với nó để đo tổng dung lượng C2 của nó, sau đó đo sự khác biệt giữa hai ( C1-C2) là Công suất của tụ điện nhỏ cần đo. Sử dụng phương pháp này để đo các tụ điện dung lượng nhỏ từ 1 đến 20pF là rất chính xác.
2. Phát hiện với thiết bị điện trở
Thực tế đã chứng minh rằng quá trình sạc của tụ điện cũng có thể được quan sát bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, đây thực sự là một đại lượng kỹ thuật số riêng biệt để phản ánh sự thay đổi của điện áp sạc. Giả sử rằng tốc độ đo của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là n lần mỗi giây, trong khi quan sát quá trình sạc của tụ điện, có thể thấy n lần đọc tăng dần và độc lập mỗi giây. Theo tính năng hiển thị này của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, chất lượng của tụ điện có thể được phát hiện và kích thước của điện dung có thể được ước tính. Dưới đây giới thiệu phương pháp phát hiện tụ điện bằng cách sử dụng bánh răng điện trở của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, rất hữu ích cho các thiết bị không có bánh răng điện dung. Phương pháp này phù hợp để đo các tụ điện có dung lượng lớn từ 0.1 μF đến vài nghìn microfarad.
1. Phương pháp vận hành đo lường
Như thể hiện trong hình, xoay đồng hồ vạn năng kỹ thuật số sang thiết bị điện trở thích hợp và dây đo màu đỏ và dây đo màu đen tương ứng tiếp xúc với hai cực của tụ điện Cx đang được kiểm tra. Lúc này, giá trị hiển thị sẽ tăng dần từ "000" cho đến khi hiển thị ký hiệu tràn "1". Nếu nó luôn hiển thị "000", điều đó có nghĩa là tụ điện bị đoản mạch; nếu nó luôn hiển thị tràn, nó có thể là một mạch hở giữa các cực bên trong của tụ điện, hoặc tệp điện trở được chọn có thể không phù hợp. Khi kiểm tra tụ điện, cần lưu ý rằng dây thử màu đỏ (có điện tích dương) được nối với điện cực dương của tụ điện và dây thử màu đen được nối với điện cực âm của tụ điện.
2. Nguyên tắc đo lường
Nguyên lý đo của việc đo tụ điện với bánh răng điện trở được thể hiện trong Hình {{0}}}(b). Trong quá trình đo, nguồn điện tích cực sẽ sạc tụ điện Cx được đo thông qua điện trở chuẩn R0 và tại thời điểm sạc, vì Vc=0, "000" được hiển thị. Khi Vc tăng dần, giá trị hiển thị tăng. Khi Vc=2VR, đồng hồ bắt đầu hiển thị biểu tượng tràn "1". Thời gian sạc t là thời gian cần thiết để giá trị hiển thị thay đổi từ "000" sang tràn và khoảng thời gian này có thể được đo bằng đồng hồ thạch anh.
3. Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để ước tính dữ liệu đo được của điện dung
Khi sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số DT830 để ước tính điện dung của tụ điện từ 0,1μF đến vài nghìn microfarad, bạn có thể chọn mức điện trở theo Bảng 5-1. Bảng hiển thị phạm vi điện dung đo được và thời gian sạc tương ứng. Dữ liệu được liệt kê trong bảng cũng có giá trị tham khảo cho các loại đồng hồ vạn năng kỹ thuật số khác.
Nguyên tắc chọn phạm vi điện trở là: khi điện dung nhỏ, nên chọn điện trở cao và khi điện dung lớn, nên chọn điện trở thấp. Nếu sử dụng thiết bị điện trở cao để ước tính tụ điện dung lượng lớn, quá trình sạc rất chậm và thời gian đo sẽ kéo dài; nếu dùng thiết bị điện trở thấp để kiểm tra tụ dung lượng nhỏ, đồng hồ sẽ luôn hiển thị tràn do thời gian sạc cực ngắn và không thể nhìn thấy quá trình thay đổi. .
3. Phát hiện với bánh răng điện áp
Phát hiện các tụ điện với dải điện áp DC của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số thực sự là một phương pháp đo gián tiếp. Phương pháp này có thể đo các tụ điện có dung lượng nhỏ từ 220pF đến 1μF và có thể đo chính xác dòng rò của tụ điện.
1. Phương pháp và nguyên tắc đo
Mạch đo được hiển thị trong hình, E là pin khô 1,5V bên ngoài. Xoay đồng hồ vạn năng kỹ thuật số sang DC 2V, dây đo màu đỏ được kết nối với một điện cực của tụ điện Cx đang được kiểm tra và dây đo màu đen được kết nối với điện cực âm của pin. Điện trở đầu vào của thiết bị 2V là RIN=10MΩ. Sau khi bật nguồn, pin E sạc Cx qua RIN và bắt đầu tạo điện áp Vc. Mối quan hệ giữa Vc và thời gian sạc t là:
Ở đây, vì điện áp trên RIN là điện áp đầu vào VIN của thiết bị, RIN thực sự cũng có chức năng như một điện trở lấy mẫu. Rõ ràng, VIN(t)=E-Vc(t)=Eexp(-t/RINCx) (5-2)
Hình. Đường cong biến thiên của điện áp đầu vào VIN(t) và điện áp nạp Vc(t) trên tụ đo được. Có thể thấy từ hình vẽ rằng quá trình thay đổi của VIN(t) và Vc(t) hoàn toàn ngược lại. Đường cong thay đổi của VIN(t) giảm theo thời gian, trong khi Vc(t) tăng theo thời gian. Mặc dù thiết bị hiển thị quá trình thay đổi của VIN-(t), nhưng nó gián tiếp phản ánh quá trình sạc của tụ điện đo được Cx. Trong quá trình kiểm tra, nếu Cx hở mạch (không có dung lượng), giá trị hiển thị luôn là "000"; nếu Cx bị đoản mạch bên trong, giá trị hiển thị luôn là điện áp pin E, không thay đổi theo thời gian.
Nó cho thấy rằng khi mạch vừa được bật, t=0, VIN=E, giá trị ban đầu được hiển thị bởi đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là điện áp pin, sau đó với sự gia tăng của Vc(t), VIN(t) giảm dần cho đến khi VIN=0V, Cx Quá trình tính cước kết thúc, lúc này Vc(t)=E.
Sử dụng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số để phát hiện các tụ điện trong dải điện áp không chỉ có thể kiểm tra các tụ điện có dung lượng nhỏ từ 220pF đến 1μF mà còn đo được dòng rò của tụ điện cùng một lúc. Đặt dòng rò của tụ điện cần đo là ID và giá trị ổn định cuối cùng mà đồng hồ hiển thị là VD (đơn vị là V), sau đó là Id=Vd/Rin.
2. ví dụ ví dụ
Ví dụ 1: Điện dung đo được là tụ điện cố định 1μF/160V và dải 2VDC của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số DT830 được sử dụng (RIN=10MΩ). Nối mạch theo hình 5-12. Lúc đầu, đồng hồ hiển thị 1.543V, sau đó giá trị hiển thị giảm dần. Sau khoảng 2 phút, giá trị hiển thị ổn định ở mức 0,003V. Dựa trên điều này, có thể thu được dòng rò của tụ điện được thử nghiệm
Dòng rò của tụ điện được kiểm tra chỉ là 0.3nA, cho thấy chất lượng tốt.
Ví dụ 2: Tụ điện cần kiểm tra là tụ điện polyester 0.022μF/63V và phương pháp đo giống như Ví dụ 1. Do dung lượng nhỏ của tụ điện này, VIN(t ) giảm nhanh trong quá trình đo và giá trị hiển thị giảm xuống 0.002V sau khoảng 3 giây. Thay thế giá trị này vào Phương trình (5-3) và tính toán dòng rò là 0,2nA.
3. Biện pháp phòng ngừa
(1) Trước khi đo, hai chân của tụ điện phải được ngắn mạch và phóng điện, nếu không có thể không quan sát được quá trình thay đổi giá trị đọc.
(2) Không chạm vào các điện cực điện dung bằng cả hai tay trong quá trình đo để tránh đồng hồ bị nhảy.
(3) Trong quá trình đo, giá trị của VIN(t) thay đổi theo cấp số nhân, lúc đầu giá trị này giảm nhanh, thời gian trôi qua, tốc độ giảm ngày càng chậm. Khi dung lượng của tụ điện đo được Cx nhỏ hơn vài nghìn picofarad, giá trị hiển thị ban đầu của đồng hồ thấp hơn so với giá trị của pin vì lúc đầu VIN(t) giảm quá nhanh và tốc độ đo của đồng hồ cũng vậy. thấp để phản ánh giá trị điện áp ban đầu. điện áp E
(4) Khi tụ điện đo được Cx lớn hơn 1μF, để rút ngắn thời gian đo, có thể sử dụng cấu hình điện trở để đo. Tuy nhiên, khi công suất của tụ điện được kiểm tra nhỏ hơn 200pF, rất khó để quan sát quá trình sạc do giá trị đọc thay đổi ngắn.
4. Sử dụng còi để phát hiện
Sử dụng thiết bị còi của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số, bạn có thể nhanh chóng kiểm tra chất lượng của tụ điện. Phương pháp đo lường được thể hiện trong Hình 5-14. Xoay đồng hồ vạn năng kỹ thuật số sang bánh răng còi và sử dụng hai bút thử để tiếp xúc với hai chân của tụ điện Cx được thử nghiệm tương ứng. Một tiếng bíp ngắn sẽ phát ra, sau đó âm thanh sẽ dừng lại và biểu tượng tràn "1" sẽ hiển thị cùng lúc. Sau đó, tráo đổi hai dây đo để thực hiện phép đo khác, chuông sẽ kêu lại và cuối cùng hiển thị biểu tượng tràn "1". Tình trạng này chỉ ra rằng tụ điện đo được về cơ bản là bình thường. Tại thời điểm này, bạn có thể quay số đến thiết bị có điện trở cao 20MΩ hoặc 200MΩ để đo điện trở rò rỉ của tụ điện để đánh giá xem nó tốt hay xấu.
