(1)：為什么容量測(cè)量值會(huì)變��？
測(cè)量電容器時(shí)，了解真實(shí)值、実效值和表示值之間的差異非常重要。真實(shí)值是電容器在沒(méi)有寄生電感和電阻的理想元件時(shí)的值。実效值是元件實(shí)際（實(shí)部）和矢量（虛部）的總和，與頻率有關(guān)。表示值是測(cè)量設(shè)備顯示的值，受制于測(cè)量精度。
測(cè)量大電容值電容時(shí)，儀表上設(shè)定的電壓等級(jí)（表示值）不一定等于DUT（Device Under Test，被測(cè)器件）中傳輸?shù)碾妷旱燃?jí)（実效值）。
(2)：電壓和頻率應(yīng)該多大才是合適的？
MLCC電容器 > 10μF被視作大容値電容。制造技術(shù)的提高已經(jīng)允許陶瓷電容器制造商生產(chǎn)接近鉭電容和鋁電解電容等的大容値電容器。這些“大容值”MLCC的測(cè)試規(guī)格是按照與鉭電容相同的條件來(lái)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)量電壓應(yīng)為0.5 Vrms，測(cè)量頻率應(yīng)為120Hz。下表概括并介紹測(cè)試條件。
| 電容 | 交流電壓 | 頻率 |
|---|
| C ≤ 1000pF | 1.0 ± 0.2 Vrms | 1MHz ± 10% |
| 1000pF < C ≤ 10μF | 1.0 ± 0.2 Vrms | 1kHz ± 10% |
| C > 10μF | 0.5 ± 0.2 Vrms | 120 Hz ± 10% |
表1:各TDK測(cè)試條件的一般規(guī)格
(3)：我如何確認(rèn)測(cè)量電壓是正確的？
驗(yàn)證電壓最方便的方法是在儀器測(cè)量電容器時(shí)測(cè)量電容器上的交流電壓（Vrms）（圖1）。
如果在電容器測(cè)量時(shí)測(cè)得的電壓低于0.8 Vrms的下限時(shí)，則可能測(cè)得電容値低下。有些電容計(jì)（如：HP4284A）有電壓和電流等級(jí)監(jiān)視器（圖2)。當(dāng)這些功能“ON”時(shí)，電容器上的電壓等級(jí)或通過(guò)電容器的電流會(huì)直接顯示在儀器顯示屏上，不需要再連接伏特計(jì)。提供給電容器電壓與測(cè)定設(shè)備設(shè)定的電壓等級(jí)可能完全不同,請(qǐng)注意。
圖1:驗(yàn)證VAC
圖2:HP4284A上的電壓和電流等級(jí)監(jiān)視器
(4)：為何LCR測(cè)試儀的測(cè)量電壓值和設(shè)定值有時(shí)會(huì)有所不同？
電容器的阻抗可能影響某些電容測(cè)試儀的電容測(cè)量値。電容器的阻抗(Z)公式如下：
Z（Ω）=R+j（-1/ωC）where ω=2πf （公式1）
因此，頻率(f)和容値(C)將影響電容器的阻抗值。電容量和頻率越大，電容器的阻抗會(huì)越小。測(cè)試儀的阻抗應(yīng)切換到更低范圍以補(bǔ)償電容器的低阻抗。有些測(cè)試儀有幾個(gè)阻抗設(shè)置，可充分補(bǔ)償不同的電容器阻抗。但是，并非所有測(cè)試儀都能切換到合適的低阻抗值。因此，不能測(cè)試到準(zhǔn)確的容値。換言之，測(cè)試儀的阻抗設(shè)置在高値的場(chǎng)合、對(duì)于電圧設(shè)置不完全印加于電容器的會(huì)造成容値測(cè)試低的結(jié)果。
(5)：建議使用什么儀表進(jìn)行測(cè)量？
包含高輸出選件（選件001）的HP4284A將rms電流源等級(jí)從10 mArms增加到100 mArms。電流范圍越高，儀表就會(huì)有更大輸出功率來(lái)印加到電容器所需的rms電壓等級(jí)。HP4284A也付屬有電壓和電流等級(jí)的監(jiān)視器，顯示在電容器上看到的實(shí)際電壓和電流等級(jí)。使用HP4284A的一個(gè)缺點(diǎn)是測(cè)量時(shí)間延長(zhǎng)。HP4284A配合等級(jí)監(jiān)視器使用反饋配置來(lái)維持所有rms等級(jí)。
可以按照以下公式計(jì)算HP4284A的測(cè)量時(shí)間：
[(meas_timeshort) + (～ 115msec.)] x n (公式2)
其中n = 2至6。
如果測(cè)量速度比精度更重要話，則建議使用HP4278A。這個(gè)儀表沒(méi)有ALC（Automatic Level Control，自動(dòng)等級(jí)控制）功能或電壓和電流等級(jí)監(jiān)視器，但仍可使用伏特計(jì)來(lái)驗(yàn)證交流電壓。HP4278A是HP4284A的更早版本，由于測(cè)量速度更快，有時(shí)也被稱(chēng)為“生產(chǎn)”儀表。
重點(diǎn)是該儀表必須能夠給電容器提供準(zhǔn)確的電壓。通過(guò)切換到低輸出阻抗范圍以便補(bǔ)償大容量陶瓷電容器的低阻抗，或者采用能自動(dòng)維持電容器的測(cè)試等級(jí)的功能。
此外，HP4284具有一項(xiàng)稱(chēng)為ALC的功能。通過(guò)激活此項(xiàng)功能，設(shè)定電壓等級(jí)可以在電容器保持不變。當(dāng)使用此儀器測(cè)量大容量陶瓷電容器時(shí)，確保ALC功能為“ON” （圖1、圖2）。沒(méi)有開(kāi)啟此功能可能會(huì)造成電容讀數(shù)被錯(cuò)誤讀低。
(6)：如果容量測(cè)量結(jié)果低端超出規(guī)格，該怎么辦？
確認(rèn)電容測(cè)試儀的電壓和頻率設(shè)置正確（表1，除非制造商另有規(guī)定）。
結(jié)合電容測(cè)試儀使用伏特計(jì)測(cè)試電容器以便確定部件的實(shí)際電壓是否符合1.0 ± 0.2 Vrms要求。
如果儀器具有ALC或等效功能，確保它已經(jīng)開(kāi)啟。
請(qǐng)參閱測(cè)試儀手冊(cè)以確定可以使用什么阻抗設(shè)置，以及儀表是否能夠自動(dòng)切換設(shè)置以補(bǔ)償電容器阻抗。
| 電容 | 交流電壓 | 頻率 |
|---|
| C ≤ 1000pF | 1.0 ± 0.2 Vrms | 1MHz ± 10% |
| 1000pF < C ≤ 10μF | 1.0 ± 0.2 Vrms | 1kHz ± 10% |
| C > 10μF | 0.5 ± 0.2 Vrms | 120 Hz ± 10% |
表1:各TDK測(cè)試條件的一般規(guī)格
(7)：測(cè)量電壓低在多大程度上會(huì)實(shí)際影響到電容測(cè)量？
電容和頻率增加，電容器的阻抗會(huì)降低。要進(jìn)一步說(shuō)明這點(diǎn)，下面挙例以計(jì)算方式顯示電容器的阻抗如何影響在電容器上看到的實(shí)際電壓。
使用HP 4263B測(cè)試儀及HP4278A測(cè)試儀測(cè)試電容器（C3216Y5V1A106Z）。將頻率1kHz和電容10 μF套入公式1產(chǎn)生約16 Ω的電容器阻抗。
當(dāng)從測(cè)試設(shè)備中將1.0 Vrms應(yīng)加到電容器時(shí)，電壓在儀表阻抗和電容器阻抗之間被分圧。HP4263B的阻抗保持100 Ω不變（圖1），但對(duì)于HP4278A，計(jì)算的電容器阻抗變?yōu)?.5 Ω（圖2）。結(jié)果是，對(duì)于HP4263B，絕大多數(shù)外加電壓在測(cè)試儀阻抗中下降，而HP4278A使電容器能夠接收大多數(shù)電壓。結(jié)果就是，HP4263B顯示的表示值將低于真實(shí)值。
將測(cè)試儀表OSC 電壓設(shè)置為1.0Vrms不能保證在電容器上印加全部外加電壓。發(fā)現(xiàn)電容器上的電壓約是設(shè)定值的10%，也就不奇怪了。圖3顯示低VAC如何影響測(cè)得的電容。
下圖展示了ALC on和off之間的差異。當(dāng)ALC功能off時(shí)，電容器上的實(shí)際電壓約為1.0Vrms設(shè)定電壓的10%。當(dāng)ALC功能on時(shí)，電容器上的電壓幾乎是設(shè)定電壓的100%。HP4284A具有電壓和電流等級(jí)監(jiān)視器，但還是可以使用伏特計(jì)驗(yàn)證實(shí)際電壓。
HP4284A電容計(jì)的ALC功能
