电容检测原理

一些重要材料得介电常数如下表

材料介电常数材料介电常数

合成树脂粘结剂3、6酒精25、8

云母６玻璃5

大理石8硬纸4、５

纸２、３电缆胶皮化合物2、5

有机玻璃3、2汽油2、2

硬橡胶４聚乙烯化合物２、9

笨乙烯3石英玻璃3、7

陶瓷4、４硅2、８

石蜡2、2木材2、7

石英沙4、５水８0

软橡胶2、5 PＥＴ3、6

OCA 2、2～2、4

一、用MSP4３0基于张弛震荡器得检测

图就就是使用ＭSP4３0内部得比较器来实现一个张弛震荡触摸按键得得电路。在在输入端,比较器得正接到了一个电阻网络,比较器得负接到了电阻Rc与感应电容之间。比较器所接得电阻网络为比较器提供了参考电压,而这个参考电压又受到了比较器输出反馈得激励，所以其值在１/3Vcc与2/3Vcｃ之间反复变化。造成张弛振荡器得持续震荡，其震荡频率可由以下公式算出：

f OSC = 1/[1、386×R C×ＣＳEＮＳＯR］

当手指接触到触摸按键以后,显然,C SENＳOR得值将会被改变，于就是fosc也随之变化。如果我们能够检测到这种变化得话,也就自然知道何时触摸按键被“按下”了。

检测得方法也很简单，上面我们说过,当手指接触到触摸按键以后, C SENSOＲ得值将会被改变,于就是fosｃ也随之变化。频率得倒数就就是周期,只要我们在一个固定得时间内去计算上升沿或下降沿得数目,那么如果在某一时刻该数目有较大得变化得话,那就说明C ＳEＮSOR得值已经被改变,即按键被“按下”了。

二、MＳP4３０基于电阻电容充放电时间得检测

第二种方法就就是基于电容充、放电时间长短得检测，下图给出了这种触摸检测方法得原理图。

在这种方法中,主要检测得就是电容充电与放电得时间。首先，由一个ＧＰIＯ(Lｏad)对电容Cx进行充电;同时开启计时器进行计时；随着充电得进行,Cx得电压中不断升高,最终它将会操作某个门限电压Ｖ,当其超过门限电压V后,Ａcq Ｉ/ＯGPIO将会检测到这个事件,同时停止计时器并读出此时得数值。这样,就完成了一次充电计时过程,当手指接触到触摸按键时,Ｃｘ将会变大,显然,充电时间也会变长。通过不断比较每次充电得时间,很自然地就能得知当前就是否有按键被“按下”。

同样,既然能检测充电时间,那么也能检测放电时间。这里不再赘述。

ＣYPRＥSS方式

１、1、ＣＳA感应方式

ＣSA 就是指CａpSeｎse逐次逼近感应方式,只能在CY8C20x34PSｏC系列器件中应用。

图３CSＡ结构图

图３显示了CSA得原理方框图,其工作流程如下:

开关ＳW１与SW2 与感应电容CX形成了一个开关电容网络，该网络可以等效为电阻。通过将iDAC 设置到校准电平并使SＷ1 与ＳW2 切换，从而将CMOD 上得平均电压设定为随CX 值而变化得电平。另外可设置iDAC 至低电流电平并保持SW２打开,使得CMOＤ上得电压斜坡上升。在CMOD 上用于达到ＶＲＥF 得斜坡电压得时间表示CX值。在比较器输出端得定时器可将斜坡时间转化为具体得数值。

在没有手指接触时,通过逐次逼近方式来确定需要得iDAC 设置,从而使ＣＭＯD 上得电压保持在ＶREF,这样即可实现系统自校准。系统将为所有ｓｅnsｏｒ存储单独校准得ｉＤAC 设置。

当手指接触时,CMOD上得电压会处于更低得电压电平，这需要更多得时间才能达到阈值电压VＲEF，如图４所示。如果(t2－ｔ1) 足够长,按钮就就是处于手指接触(Fｉnger-Prｅｓｅnt)状态,否则按钮就就是处于手指离开(Fｉnger-Absenｔ)状态。

高达1０0 ｐＦ得内部可编程电容可用于ＣＭOＤ，但就是更大得外部电容能够提升性能:按钮与滑条得电容为１0００ｐＦ,而接近式感应则为１０nF。推荐将560 欧姆得串联电阻与所有CapSｅnse输入串联以避免RF 干扰。

图４在手指离开与手指接触得情况下,CSA波形得变化

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１、2、ＣＳＤSeｎsｉｎg Meｔhｏｄ

1、2、CＳD 感应方式

CSD stａnds for CａpＳｅnsｅwｉth Siｇｍa-Delta A/D、ＣSＤis imｐlemented iｎboth the ＣY8C21x34and CY8C２4x９4 PSoC devｉｃｅfamiｌｉes、

CSD 就是指CapＳense Siｇma—Ｄｅｌta调制电容感应,其可在CＹ8C２1x ３4 与CY8C24x94 PSoC 系列器件中应用。

Figuｒe 5、CSＤCｏnfiguratｉon ｏｆCａpSenｓe

图5 ＣSD 结构图、

图5 显示了CSD得原理方框图,其工作流程如下:

开关SW１与SＷ2 与感应电容CX 形成一个开关电容网络，从而在ＶDD

与ＣＭOD之间具有一个等效电阻。等效电阻得值由CX 控制。SW1与ＳW2 得开关由PRＳ生成器得伪随机序列进行控制。SＷ3 工作时与SW１与ＳW２

不同步。将ＲＢ切换至接地时,CMＯD上得电压会下降。当ＲB 接通时,CＭOD 上得电压又会上升。比较器会根据CMOD 上相对于VREF得电压而更改状态。

可通过添加16 位定时器形成Ｓigma- Deｌta A/Ｄ,以测量比较器高电平持续时间至比较器低电平持续时间。

当手指接触时,CX 会变大而VDＤ得等效电阻变小,这就能允许更多电流流入CMO。比较器将花费更多得时间在CＭPHIGＨ状态上，而CＭPLＯW 状态得时间则会更少。如果ＣMＰHIＧＨ/CMPLOＷ得比率足够高,那么按钮就会处于手指接触状态，否则按钮就会处于手指离开状态,如图6所示。

Figuｒe 6、CSD Wavｅform Ｃhangｅs WitｈFingｅrＡbsent/Pｒesｅnt

图6 在手指接触与手指离开得情况下,ＣSD 波形得变化

与固定时钟源相比,PＲＳ更能有效降低噪声。推荐采用３90０ｐF得CMOD 值。RB 要求调谐至sｅｎsｏr以获得最佳性能,其值大约为5Ｋ-１0K。推荐将560 欧姆得串联电阻与所有CapSenｓｅ输入串联以避免RＦ干扰。

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2、HoｗtｏＤesign CapSｅnse Pｒiｎtｅd Circuit Bｏards

2、如何设计ＣapSｅnsｅ印刷电路板

在典型CapSeｎｓｅ应用中，可通过印刷电路板(ＰＣB) 得布线来形成电容感应。下列指南说明了如何设计ＣａpSense PCＢ(见参考书目[２］)。

２、1、布线布局指南

电路板面积:CａｐSensｅ所需得电路板面积只比感应区自身稍大。Ｓensor周围得电场非常局限,尤其将接地层与Sｅnsor铜箔置于相同得PCB层上时更为如此。PSｏC 布局：使ＰSoＣ与Senｓｏr之间得距离保持最小化就是一个不错得做法。通常将PSoC 与其她组件一起贴装到底层,而将CａpSｅｎseＳｅｎsoｒ置于顶层上。

板层:最常见得PCB 为双板层,Sｅnｓｏｒ与栅格地层位于顶层,而其她器件则处

于低层。当板区必须最小化时可采用四层板。典型得设计为处于顶层得Senｓor，第 2 层走线,第3层为接地层，然后其她都在底层,如图7 所示。不要直接在Sensor下布线。

图７板级空间有限时，CaｐSｅnse电路扳得四层布板情况

电路板厚度:目前发现基于ＦＲ4 得设计可采用得标准电路板厚度为0、020" （０、5mｍ)、0、047" (1、2 mm）与0、063" （1、6 mm)。那么电路板多薄才合适呢?一个经验法则就就是Ｓeｎｓor与接地层之间得间隙应比其至接地层得垂直距离要小。

走线长度与宽度：必须使走线与Sｅnsor得寄生电容CP 最小化以确保系统得动态范围尽可能大。那么走线到底应该多长呢？在成功得CaｐSenｓｅ产品中,用于滑条得最长走线就是9" (２30mｍ),而用于按钮得最长走线就是１2＂(300 mm）。(这个极限值示例要求更大得Seｎsor与更薄得覆盖物,以最大化来自Sensor 得信号。)走线宽度将添加至Seｎsor CP,并且会增加耦合至其她层上得元件。０、0０６5" －0、０08"(0、17－0、20mm)得走线宽度能满足大多数应用得需要。

过孔:应使用最少得过孔并与CapSｅnse输入得走线保持一致以最小化ＣP。可在Ｓeｎsoｒ上得任何位置进行过孔布置,如图8 所示。

图8 触摸板得过孔可以在Sｅnｓor得任何位置(底层走线、顶层Senｓor)

通讯信号走线:电容式感应走线不要接近或并行于高频通讯信号走线,例如I2C 或ＳPI 主控制器。如果需要让通讯信号走线与Seｎsｏr引脚交叉，那么应确保二者彼此垂直。就是减小通讯信号走线与Ｓeｎｓor走线之间交互得有效方式之一,就就是通过端口分配来实现隔离。端口引脚Ｐ1[０]与P1[1] 用于编程与I2Ｃ,并且如果没有其她引脚可用就应该仅用于CaｐＳensｅ。

铺地层：为了使CＰ最小化,推荐在Sensor层上进行4０％得铺地,而非Ｓｅnsor层则进行６0-80% 得铺地。

图9 最小化CP 得部分铺地

覆盖物厚度:表1 针对PSoＣCapSenｓe应用(塑料覆盖物)列出了所推荐得最

大覆盖物厚度。介电常数在确定覆盖物厚度时起到一定得作用。普通玻璃其介电常数εr ≈８,而塑料得介电常数εr≈2、5。对于相同水平得灵敏度,根据εｒ/2、5得比

率就能估算出塑料覆盖物得厚度。依据这种经验法则,对于同一灵敏度得普通玻璃覆盖物得厚度就应大约就是塑料覆盖物厚度得三倍。

表１针对CaｐＳensｅ应用推荐使用得塑料覆盖物得厚度

信号与噪声都会受到覆盖物属性得影响。当覆盖物得厚度增加时,信号与噪声都会减弱。其中典型得关系曲线如图1０所示。可将信号定义为手指接触与手指离开状态平均输出中得差值。噪声可以定义为在手指离开得状态下输出得峰-峰值差。

图１0 随着覆盖物厚度得增加,信号电平开始下降

覆盖物粘合剂：覆盖物材料必须与感应PCB 保持良好得机械接触。３Ｍ公司可提供两种广泛使用得非导电性粘合剂，其可用于覆盖物４６7MP 与468MP。

手套:如果Sensoｒ必须在戴手套得情况下工作,那么在设计按钮尺寸时应将手套材料得厚度添加到总得覆盖物厚度中。干皮革与橡胶与塑料类似,其介电常数介于2、5-3、5 之间。滑雪手套得介电常数为2 或更小,这取决于手套绝热得空气含量。

ＬＥD 背光：CapSensｅ能够与LED 背光一起出色地工作，仅需在感应铜箔上截一个孔并保持LED走线位于电路板得底层即可。

一个PＣＢ上有多个ＰSoＣ:对于拥有许多按钮得系统来说，例如键盘,系统设计时可能要求具有两个或多个专用于CapSense得PsoC。如果情况确需如此,就应隔开按钮以便使铺地从每个按钮组得走线中独立出来。此举可防止独立得CaｐSense组之间发生耦合。

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2、2、按钮

按钮得功能就是判断导体就是否存在。ＣapSeｎｓｅ按钮得典型应用就是感知手指得触摸。

形状:用于感知手指触摸得推荐形状为实心圆形,如图１１所示。

图11推荐使用得形状为实心圆形

当按钮周围得间隙增加时电容ＣP 反而会降低。CP 与间隙得曲线关系示例如图１2 所示，图1２还显示了三种按钮尺寸(直径5ｍm、10ｍｍ与15ｍm)得情形。

图1２CＰ为按钮接地间隙与按钮直径得一个函数(０、062" 厚度，FR４）

保护性覆盖物越厚,按钮直径就应越大。图1３显示了按钮直径得使用指南。对于1mｍ厚得有机玻璃覆盖物,推荐得按钮直径就是9mｍ。

图１３按钮直径与覆盖物厚度得关系

2、3、滑条

滑条就是一个Sensoｒ阵列。相邻电容元件之间得变化可用于确定导体得位置。通过使用中心点计算即可在固件中确定接触点位置。

滑条段(sｌider ｓｅgmｅｎt) 必须足够小以便于多个片段能与手指接触,如果足够大得话，就会产生通过覆盖物所需得信号电平。锯齿形状很适合于滑条,滑条段最好

有5 个或以上。滑条得最大长度只受到PSoC中可用ＩＯ引脚得限制。典型得滑条形状如图14中所示。上面每个滑条片段得条形图代表了Ｓensor输出。

图14 使用滑条产生得锯齿图案

滑条复用:如果IO 引脚数目有限,那么将两个滑条段连接到一个PSoC 引脚上就能使PSｏC 感应滑条段数量翻倍。CapＳeｎse用户模块向导支持用户选择这种接法并将其作为引脚分配得选项，并且用户模块API能正确地确定手指所触摸得半边滑条。请注意，将每个CａpＳenｓe输入引脚连接至两个滑条片段会使CP 翻倍,但信号不会有任何增多。

2、４、触摸板

CapSeｎse用户模块不直接支持触摸板,但可将触摸板作为两个独立得滑条使用。所有适用于滑条得指南同样也适用于触摸板。

图1５利用两个CapSeｎse滑条实现触摸板,一个用于X 轴,一个用于Y轴

CapSｅｎｓe触摸板得典型示例就就是有着20列滑条(X轴)与１0行滑条(Y 轴）得设计。总共要将30 个引脚用于CapSeｎse输入。活动区域得尺寸为3、９" x １、9" （99 ｍm x 47 mm),覆盖物为0、０1０" (0、25mｍ)得AＢＳ塑料层。行与列Sensor之间留有0、2" (５ｍｍ）得间距。基准线噪声电平在手指

离开状态下就是单一得计数。手指在触摸板上会产生15 个计数得差分信号,这会导致24dB 得信噪比(ＳNR)。设置中心点算法即可确定每个行对与列对之间得２0 个位置,该触摸板系统得分辨率每英寸计数(ＣPI)为１00。

2、５、接近式感应

CapSｅnse用户模块不直接支持接近式感应,但可将接近式感应可以由大CP与计数差值小得CａpSｅｎse按钮来实现。专用接近式感应得最佳实施办法就是作为单一得线路长度,如图16所示。把CapSｅnsｅPCB上得按钮与滑条连接至单一得大Senｓor,这就是实施接近式感应得另外一种技术。

图16 接近式感应原型得后视图

2、6、柔性电路

柔性电路能很好适用于CaｐSｅnse。在印刷电路板中提到得所有相同得指南同样也适用于柔性电路。柔性电路通常比PCB 要薄一些。通过使用不薄于0、０1" (0、２５mm）得柔性电路来限定CP,并且可将走线长度限制为几英寸。柔性电路得一个良好特性就是Kａpｔoｎ材料(29０KV/mm)可提供高击穿电压。

2、７、ITＯ触摸屏

IＴO 就是铟锡氧化物得英文缩写。这种陶瓷材料得薄膜不仅可以导电,而且非常透明。ＩTO 触摸屏得示例如图1７所示。ITO 薄膜得电阻率范围为0、25－1000 欧

姆/平方,并且其典型值介于１０0-５０0 欧姆／平方之间。薄膜得厚度决定了电阻率。材料越薄,通过得光线就越多,其产生得电阻也会越大。反之,材料越厚,通过得光线就越少,其产生得电阻也会越小。

触摸屏可运行于电阻式或电容式下。两种模式都有其适合市场。电阻式要求存在压力以使导电层保持接触,更容易磨损与破裂。这种模式就是一种具有较差透明度（<７5%)得四层板解决方案。电容式可使用手指作为导体。该模式就是一种具有较高透明度（>90％)得单层板或双层板解决方案。赛普拉斯能同时支持这两种触摸屏技术。

图17 ＩTO 触摸屏

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3、从概念到生产:CapＳensｅ工具与技术

3、１、评估板与示例

图１8 ＣY3212-CapSeｎsｅ培训评估板

如图18 所示,CY３212 板就是一款用于CapSensｅ应用开发得评估板。应用固件上写有“C”字样。通用功能库使得项目开发就与写入几行代码一样得简单。

此处得代码示例其目得就是要求在一个按钮阵列中扫描两个Sensｏｒ并将结果保存到I2Ｃ阵列中。

代码1

3、2、基准线技术

Bａsｅlｉｎｅ就是用于ＣapSensｅ测量得参考线。每个电容式Senｓor都有其自身得基准线。对电容式Sensor数据来说,Baseline就就是一种基准线,这些数据可通过CaｐSeｎｓe用户模块得基准线进行比较、计算得出。可ＩIR低通滤波器来处理原始计数数据，如图19 所示。例如手指接触与手指离开状态,都就是基于基准线建立得参考电平。

图19Baseｌｉne就就是CaｐＳｅnse数据得基准线,该数据不断更新

3、３、环境影响

温度与湿度:温度与湿度都会导致基准线计数随时间漂移。ＣapＳense用户模块具有从－４0oC到+85oC 得特征,如图2０所示。由基准线所追溯得趋势可自动补偿温度与湿度所造成得不良影响。

图20 混度变化(原始计数会随温度漂移,湿度也具有相似得影响)

水:当覆盖物上出现雾状沉淀或者有小水滴溅到Sensｏｒ上时,ＣapSｅｎｓe仍然能够可靠运行。可通过灵巧得机械设计来处理有水情况。设计Sｅｎsoｒ时使其垂直或保持一定角度以使水能迅速流出表面;并且在Seｎsoｒ外面区域得覆盖物上增加沟槽以帮助水分流掉。另外,还使按钮突出以防止水坑得形成。

ＣａpSensｅ在置于水中或持续得水流流经Senｓor得情况下, 将无法正常工作。

３、4、功耗与休眠

电池使用寿命以毫安/小时表示。平均电流越低,CａpSense工作时间就会越长(见参考书目[３])。可对PＳoC 进行编程以使其具有不同得功耗模式。

在连续触摸按钮时，处于快速响应模式。

经过一段时间没有动作时,处于省电且缓慢响应得模式。

长时间没有动作时,处于深度休眠模式。

与其她电容感应解决方案相比,PＳoC 得优势之一就是其可编程性。用户可根据需要，使ＣａpＳeｎse进入省电模式。CapSense按钮得响应速度非常之快,每扫描一次按钮仅需200 微秒。可将这种高扫描速度与低休眠电流相结合以获得很低得平均电流。CapSeｎse系统得一个实例就是处于省电且缓慢响应模式时，可每100 毫秒对三个按钮扫描一次,而其消耗得平均电流不足５0 μA。

3、5、噪声过滤

通过传导与辐射源会将噪声引入到CapSｅnse系统中。传导性噪声可通过电源与信号线路进入系统。蜂窝电话或荧光灯镇流器之类得辐射源可通过空气引入噪声。当这两种类型得噪声都存在时,固件中得过滤技术可用于增大CapＳｅｎsｅ系统得信噪比(S ＮR)。PｓoC 仅仅需要几行代码就能够实施FIＲ与IIＲ数字滤波器。

ＦＩR滤波器:与电源线路噪声得频率相比,手指触按事件得频率会偏低。在此情况下,低通滤波器(ＬＰF)就成为一种非常高效得噪声过滤解决方案。FIR LPF 可定义如下:

ｙ＝( x1 + x2 +… +xＮ) ／N（1)

每个噪声周期会对原始计数采样N 次。N 个采样可根据公式(1) 结合到一起。在50 Hz 得噪声环境下,采样周期必须为１8 ms/N。ＦIR 滤波器得性能会随着N 得次数增加而提高，因此只要系统允许就应使Ｎ值尽可能大。

IＩＲ滤波器:FIR滤波器在这方面得不足之处就是它需要采用比IIＲ更高阶得滤波器才能获得相同得结果。这也许会使我们难以调节采样速率以使其与噪声周期相吻合。因此在某些时候，对LPF 来说,IＩＲ滤波器就是更为合适得选择。表 2 对FIR滤波器与IIR 滤波器进行了具体比较。

表２低通滤波器FＩR 与ＩIR 得比较

3、６、RF 抗干扰性考虑因素

ＲF 可干扰任何电容感应系统得运行,包括CaｐSenｓe(见参考书目［４］)。在电场强度足够高得地方，RF 干扰会导致误判得按钮触摸事件，或者妨碍了真正得按钮触摸感应。蜂窝电话就就是很好得例子,其将ＲF发送器与按钮近距离地有意结合到一起。

从发送器开始超过１/６波长距离得电场强度可通过公式（２)近似得出。

E [伏特/米］=电场

P [ｄBm］＝供给天线得RF 功率

D[英寸］=天线至感应Seｎsor得距离

对于在+2８dＢm (0、6W) 功率下发射信号得８00 MHz 蜂窝电话,距离天线3＂得电场可估算出大约为60 V/m。

图21显示了在RF 干扰情况下得等效电路,例子中采用经过配置得PSｏC

来运行CapＳeｎse内部得二极管以保护PＳｏC 免受ESD 事件影响,最高可达2 KV。

图2１PSoC 输入端得二极管可提供ＥＳD 保护

走线得谐振效应可形成接收器天线。四分之一波长得走线就就是一款高效得天线。图22 显示了四分之一波长得天线与频率得关系曲线。

图22 四分之一波长得走线就就是一款高效得天线

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对于低电平得RＦ信号,CapSｅｎse电路不会对系统得数字输出有任何得影响，因为低电平得RF 信号瞧起来像就是背景噪声,因而系统往往会忽略这种噪声。当ＲF 功率增加时,ＣapＳense计数会偏移恒定得数量，该数量可通过干扰得功率电平进行设定。ＲF 信号为交流信号，但就是由于CapSeｎse输入端上二极管得作用使得对CａpＳeｎsｅ计数得影响却就是直流信号。计数中得正漂移可导致误判得按钮触摸事件,而负偏移则会妨碍感应到真正得按钮触摸。CａｐSeｎse用户模块得手指与噪声阈值允许

在计数中存在小偏移,在此情况下仍可正常工作。对于高电平得RF 干扰,就需要采用其她得测量办法。以下就是两种可用得解决方案:

铝电解电容器生产工艺流程

铝电解电容器生产工艺流程 (附图片) (2009/12/18 15:19) 铝电解电容器主要原材料: 阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、华司、套管、垫片等 生产工序切割、卷绕、含浸、装配、老化、封口、印刷、套管、测量、包装、检验等 电解电容原材料分切 小型电解电容器自动卷绕机

大型电解电容器自动卷绕机 电解电容芯子含浸 电解电容高温老化 电解电容性能测试 铝电解电容制造进程：第一步：铝箔的腐化。 倘若拆开一个铝电解液电容的外壳，你会看到内里是几多层铝箔和几多层电解纸，铝箔和电解纸贴附在一起，卷绕成筒状的机关，这样每两层铝箔中间便是一层吸附了电

解液的电解纸了。 铝箔的制造要领。为了增大铝箔和电解质的战争面积，电容中的铝箔的外观并不是平滑的，而是通过电化腐化法，使其外观形成崎岖不屈的形状，这样不妨增大7~8倍的外观积。电化腐化的工艺是较量庞杂的，此中涉及到腐化液的种类、浓度、铝箔的外观状态、腐化的速率、电压的动态均衡等等。第二步：氧化膜形成工艺。 铝箔通过电化腐化后，就要运用化学方法，将其外观氧化成三氧化二铝——也便是铝电解电容的介质。在氧化之后，要仔细检讨三氧化二铝的外观，看是否有雀斑也许龟裂，将不足格的清除在外。 第三步：铝箔的切割。 这个措施很简单明白。便是把一整块铝箔，切割成几多小块，使其适当电容制造的必要。 第四步：引线的铆接。 电容外部的引脚并不是直连接到电容内部，而是经过内引线与电容内部连结的因此，在这一步当中我们就必要将阳极和阴极的内引线，与电容的外引线经过超声波键正当连结在一起。外引线通常采纳镀铜的铁线也许氧化铜线以削减电阻，而内引线则直接采纳铝线与铝箔直接相连。大众注意这些小小的措施无一过错细密加工要求很高。 第五步：电解纸的卷绕。 电容中的电解液并非直接灌进电容，呈液态浸泡住铝箔，而是经过吸附了电解 液的电解纸与铝箔层层贴合。这当中，选用的电解纸与平凡纸张的配方有些分 歧，是呈微孔状的，纸的外观不及有杂质，不然将影响电解液的身分与性能。 而这一步，便是将没有吸附电解液的电解纸，和铝箔贴在一块，然后卷进电容外壳，使铝箔和电解纸形成近似“ 101010”的隔断状态。 第六步：电解液的浸渍。当电解纸卷绕完毕之后，就将电解液灌进去，使电解液浸渍

电容器的工作原理及结构

电容器工作原理这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。 电容 diànróng 1. [capacitance；electric capacity]：电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，非导电体的下述性质:当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时（如在电容器中），由于电荷移动的结果，能量便贮存在该非导电体之中 2. [capacitor；condenser]：电容器的俗称 [编辑本段]概述 定义： 电容（或称电容量[4]）是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。 电容的符号是C。 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是： 1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 相关公式： 一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U 但电容的大小不是由Q或U决定的，即：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.（ε为极板间介质

指针式万用表MF47的原理与测量方法和测量电路

万用表的使用（MF47） ●指针式万用表的结构、组成与特征 ●万用表的原理图与工作原理 ●万用表的电阻档测量原理图及实际电阻色环图片表 ●三极管引脚判断及常用三极管直流放大倍数表 ●万用表的电容测量及微小电容测量方法与电路分析 ●万用表测量驻极体话筒、喇叭、稳压管稳压电压、光敏电阻等●在线电路电容、电阻测量 ●万用表使用技巧与注意事项 ●

第一节指针式万用表的结构、组成与特征 1、万用表的结构特征 MF47型万用表采用高灵敏度的磁电系整流式表头，造型大方，设计紧凑，结构牢固，携带方便，零部件均选用优良材料及工艺处理，具有良好的电气性能和机械强度。其特点为：测量机构采用高灵敏度表头，性能稳定；线路部分保证可靠、耐磨、维修方便； 测量机构采用硅二极管保护，保证过载时不损坏表头，并且线路设有0.5A保险丝以防止误用时烧坏电路；设计上考虑了湿度和频率补偿； 低电阻档选用2＃干电池，容量大、寿命长；配合高压按着，可测量电视机内25kV以下高压；配有晶体管静态直流放大系数检测装置； 表盘标度尺刻度线与档位开关旋钮指示盘均为红、绿、黑三色，分别按交流红色，晶体管绿色，其余黑色对应制成，共有七条专用刻度线，刻度分开，便于读数；配有反光铝膜，消除视差，提高了读数精度。除交直流2500V和直流5A分别有单独的插座外，其余只须转动一个选择开关，使用方便；装有提把，不仅便于携带，而且可在必要时作倾斜支撑，便于读数。 4.2 指针式万用表的组成 指针式万用表的型式很多，但基本结构是类似的。指针式万用表的结构主要由表头、档位转换开关、测量线路板、面板等组成（见下图）。 指针式万用表的组成 表头是万用表的测量显视装置，南京电子仪表厂提供的指针式万用表采用控制显示面板＋表头一体化结构；档位开关用来选择被测电量的种类和量程；测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等多种电量。当转换开关拨到直流电流档，可分别与5个接触点接通，用于测量500mA、50mA、5mA和500μA、50μA量程的直流电流。同样，当转换开关拨到欧姆档，可分别测量×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ量程的电阻；当转换开关拨到直流电压档，可分别测量0.25V、1V、2.5V、10V、50V、250V、500V、1000V量程的直流电压；当转换开关拨到交流电压档，可分别测量10V、50V、250V、500V、1000V量程的交流电压。

51单片机做电容测量仪解析

第十三届“长通杯”大学生电子设计竞赛 电容测量仪（A题） 2016年5月14日

摘要 电容测量仪装置是一种精度高、测试范围宽、操作简便、功能完善的电容测量仪。随着科技的不断发展，电容在电路中有着越来越多的应用，其容量大小直接决定着电路的稳定性和准确性。因此，电容值的的测量在日常使用中不可避免。 为了深入了解和学习52单片机的功能，本设计采用STC89C52和555振荡器为主要元件对电容进行测量。先将555设计为多谐振荡器产生输入脉冲信号，然后利用单片机对脉冲进行中断计数，再使用公式计算出电容值。在多谐振荡器终端加一个HD74LS08（二输入与门）稳定输出波形，从而使测量中更精确。多谐振荡器会因为连接电阻值的不同而产生的方波的频率不同，从而可以变换档位测量容量差距较大的电容。如果在工程问题中想寻找出符合要求的电容，便可通过矩阵键盘输入相应的电容值的范围，以方便筛选。当电容测定完以后，其数值通过LCD1602显示出来，以便阅读。 关键词：STC89C52单片机；电容测量；555定时器；LCD1602；

目录 1系统方案...................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 电容测量仪的论证与选择.............................................................. 错误！未定义书签。 1.2 控制系统的论证与选择.................................................................. 错误！未定义书签。2系统理论分析与计算.................................................................................. 错误！未定义书签。 2.1 设计方案的分析............................................................................ 错误！未定义书签。 2.1.1利用电容器放电测电容实验原理................................ 错误！未定义书签。 2.1.2利用放电时间比率来测电容......................................... 错误！未定义书签。 2.1.3利用单片机测脉冲来测时间常数RC再计算电容.错误！未定义书签。 2.2 电容的计算...................................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.1 计算振荡周期....................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.2 计算频率............................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3 计算Cx ................................................................................. 错误！未定义书签。3电路与程序设计.......................................................................................... 错误！未定义书签。 3.1电路的设计....................................................................................... 错误！未定义书签。 3.1.1系统总体框图........................................................................ 错误！未定义书签。 3.1.2系统框图................................................................................ 错误！未定义书签。 3.1.3总程序框图............................................................................ 错误！未定义书签。 3.1.4电源........................................................................................ 错误！未定义书签。 3.2程序的设计....................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2.1程序功能描述与设计思路.................................................... 错误！未定义书签。 3.2.2程序流程图............................................................................ 错误！未定义书签。4测试方案与测试结果.................................................................................. 错误！未定义书签。 4.1测试方案........................................................................................... 错误！未定义书签。 4.2 测试条件与仪器.............................................................................. 错误！未定义书签。 4.3 测试结果及分析.............................................................................. 错误！未定义书签。 4.3.1测试结果(数据) ..................................................................... 错误！未定义书签。 4.3.2测试分析与结论.................................................................... 错误！未定义书签。附录1：电路原理图...................................................................................... 错误！未定义书签。

电容器生产工艺讲义

电容器基础培训资料 一、基本常识 1、什么叫电容器及表示法、薄膜电容器主要用途 两个金属导体，中间隔一介质，在电场的作用下，可储存电荷的一种装置。 表示法——并用字母“C”表示，单位为μF，法拉（F）=106微法（μF）=1012皮法（pF） 用途：主要用于单相电机的启动与运转、灯具的补偿或触发作用。 2、本公司生产电容器的型号 CBB60型——塑壳、圆柱型结构、有导线或端子引出，用于电机； CBB61型——塑壳、方型结构、有导线或端子引出，用于电机； CBB65型——铝壳，圆柱型结构，有导线或端子引出，用于电机、灯具； CBB65A/B型——铝壳防爆圆柱型或椭圆形结构，均为端子引出，用于电极、压缩机、灯具； CBB80型——白色塑壳、圆柱型结构，其引出为接插件（刺破性连接）。专用于灯具配套。 BKMJ型——专用直流高压脉冲电容器 二、工艺流程图： 三、具体工艺 1、卷绕： ①卷绕间温度-10℃~+26℃，相对湿度≤60%； ②跑偏≤0.5mm，错边0.8~1.2mm，容量：圆芯-3%~+1%，扁芯-7%~-4%； ③卷前应检查辊轴的转动灵活性，核对穿膜路线是否正确，膜面质量检查：膜有无划伤、擦伤、氧化、起皱； 190机张力=膜宽x膜厚x 1.8~2.0/100，180机张力=膜宽x膜厚x 1.2~1.5/10 ④试装外壳。

2、压扁芯子压扁 ①冷压：上下对称排放，冷压压力≥0.6MPa。 3、喷金、点焊： ①喷金厚度为0.6±0.1mm； ②喷金后芯子端面根据制造工作单或其他工艺文件规定预点焊焊点，焊接时间不大于3秒，点焊温度 320℃~420℃； ③如点焊的芯子直径小于20mm时，允许用100W的电烙铁，其余须用200W电烙铁； ④去除外包纸时，千万不可划伤芯子，并检查芯子表面应无残留喷金灰尘，特别注意两极连极现象发生。 4、热聚合：按《电容器芯子热聚合工艺汇总表》 ①芯子热聚合后降温60℃以下，方可流入下一道工序； ②严防温度失控，发生质量大事故。 5、半测： ①赋能：交流低压50V、交流高压250V、直流低压100V/μm 直流高压：5μm为710V、6μm为852V、7、8μm为1278V、9、10μm为1420V； ②交流耐压：2Un0+20，5S ③C、tgδ测量，1KHz ,具体见《芯子和成品电容量、损耗角正切测量要求数据汇总表》； ④严防错测、漏测。 ⑤BKMJ脉冲电容： 直流脉冲电容：直流高压赋能电压按上表交流电压计算，即2.84x交流数 极间耐电压：交流：按以上膜厚的交流电压值的1.8倍，历时2s,无击穿现象。 直流：1.2倍Un，历时10s，无击穿现象。 6、电容器芯子点焊引出端 ①点焊产品外观质量要求无严重打火痕迹，引出端应半埋于喷金层下，焊接强度要求沿芯子喷金面方向 引出端能承受30N拉力。 ②点焊位置应避免靠近芯子边缘和芯管，以防止焊伤芯子和打火，同一位置不允许连续点焊2次以上。 7、焊接装配：焊接注意防止烫伤芯子；装配注意极壳绝缘。 8、灌注： ①环氧预处理：≥60℃、≥0.5h； ②固化剂桶（4kg/桶）,充分搅拌至少3分钟，每桶环氧封小样 ③《电容器灌注工艺、环氧树脂固化条件汇总表》 9、成品测试： ①交流耐压测试：T-T：2Un0+20（V）/5s; T-C: 2000V AC/10s， 铝壳：T-C：2500V AC/10s； BKMJ 型T-T：1.2Un/10s； T-C：Un≤3KV AC3KV AC /10s 、Un＞3KV AC 1.2Un(AC)/10s ②电容、损耗角正切测量：1KHz 具体见《芯子和成品电容量、损耗角正切测量要求数据汇总表》 ③严防错测、漏测。 10、电容器产品打印、包装、入库： 打印前核对图纸、做好首检。

电容器的制造过程

目录 摘要 (2) 第1章电容器的简介 (3) 1.1电容器的作用 (3) 1.2电容器的工作原理 (3) 1.3 铝电解电容器的使用须知 (3) 第2章电容器的制造过程 (4) 2.1点检表的使用 (4) 2.2制造路线 (4) 2.3捺印工程 (6) 2.4捺印工程的注意事项 (7) 第3章捺印过程中出现的问题及解决方案 (8) 3.1无捺印 (8) 3.2落下品的处理 (8) 第4章作业中必须遵守的内容 (8) 结论........................................... 错误！未定义书签。致谢........................................... 错误！未定义书签。参考文献....................................... 错误！未定义书签。

电容器的制造 摘要 本次毕业设计主要是制造电容器，机能性高分子铝电解固体电容器。铝电解电容的容体比较大，串联电阻较大，感抗较大，对温度敏感。它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合，可用于低频滤波(在高频率得时候电解电容的并联滤波效果较低频差)。铝电解电容具有极性，安装时必须保证正确的极性，否则有爆炸的危险。 本设计详细地介绍了电容器的制造过程。 关键词：电容器制造

第1章电容器的简介 常简称其为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。制作电容器，制造部分很多小部门，但不是流水线工作，再每个产品打包之前，都会经过严格的检验，抵制不良品。 1.1电容器的作用 电力电容器是一种无功补偿装置。电力系统的负荷和供电设备如电动机、变压器、互感器等，除了消耗有功电力以外，还要“吸收”无功电力。如果这些无功电力都由发电机供给，必将影响它的有功出力，不但不经济，而且会造成电压质量低劣，影响用户使用。 电容器在交流电压作用下能“发”无功电力(电容电流)，如果把电容器并接在负荷(如电动机)或供电设备(如变压器)上运行，那么，负荷或供电设备要“吸收”的无功电力，正好由电容器“发出”的无功电力供给，这就是并联补偿。并联补偿减少了线路能量损耗，可改善电压质量，提高功率因数，提高系统供电能力。 如果把电容器串联在线路上，补偿线路电抗，改变线路参数，这就是串联补偿。串联补偿可以减少线路电压损失，提高线路末端电压水平，减少电网的功率损失和电能损失，提高输电能力。 电力电容器包括移相电容器、电热电容器、均压电容器、藕合电容器、脉冲电容器等。移相电容器主要用于补偿无功功率，以提高系统的功率因数;电热电容器主要用于提高中频电力系统的功率因数;均压电容器一般并联在断路器的断口上作均压用;藕合电容器主要用于电力送电线路的通信、测量、控制、保护;脉冲电容器主要用于脉冲电路及直流高压整流滤波。 随着国民经济的发展，负荷日益增多，供电容量扩大，无功补偿工作必须相应跟上去。用电容器作为无功补偿时，投资少，损耗小，便于分散安装，使用较广。当然，由于系统稳定的要求，必须配备一定比例的调相机。 1.2电容器的工作原理 交流电的正半周到来，先向电容充电，形成充电电流，根据电容的大小决定此电流的大小，负半周到来时电容上被充上的正电荷又向负端放电，形成放电电流，此时正半周又同时向电容的另一端充电，一个半波过去，又会重复上述过程，这样，电容虽说是绝缘的，不会有任何电流流过，但在电路里却形成了交变电流，这就是电容的功能，接上负载，电流流过负载做功。 1.3 铝电解电容器的使用须知 1、直流电解电容器只能使用在直流电路上，其极性必须标明在适当的位置或在导针/端子旁边。 2、在电路回路中如不清楚或不明确线路的极性时，则建议使用无极性电解容器。

电容电感测试原理以及操作方法

工作原理 图1 工作原理图 在被测电容支路有对被测电容的电压、电流取样的取样电路，取样电路的输出端分别接放大电路，从电压放大电路输出的电压信号和从电流放大电路输出的电流信号通过鉴相器输出相位差信号，与电压信号和电流信号通过A/D转换器后，输入CPU计算而得到被测电容值。因为采用了移动的电流取样单元，而使得无需拆除连接线就可以直接测量电容值。 加之测量过程档位是自动进行选择，避免了手动操作引起的误差，因此具有稳定性好、重复性好，准确可靠的特点。 仪器面板 图2 仪器面板图 1：液晶屏幕 2：打印机：打印测量数据和波形

3：电流测试钳插座 4: 输出电压接线柱 5：接地端 6：电压输出开关 7：测量转换开关（电容测量/电感测量） 8：电源开关 9：电源（AC 220V）插座 10：屏幕亮度 11：按键功能区 【→】和【←】键可用于平移光标, 还可用于改变数值大小。 【↓】和【↑】键可用于改变光标的上下位置, 有时可用于增减数字。 【退出】键表示否定光标的提示,【确认】键表示肯定光标的提示。 【打印】键按此键后可得屏幕所显示的测量数据打印出来。 【复位】键按此键后直接跳回主菜单。 接线方法 A、并联电容器测量 进行测试前，应按使用要求正确连接电源线及信号电缆。 图3 接线方式示意图

图4 仪器现场测量实例 1、将测试电压电缆一端接到仪器测试电压输出端子④、⑦上； 2、将测试电流信号电缆插在仪器测试信号输入插头③上； 3、接好测试仪器220V电源线； 4、将测试电压电缆分别夹在被试电容器组两极的连接母线上，钳形电流取样表卡在所需测量的单台电容器的套管处； 5、闭合仪器电源开关⑧； 6、将面班上的“功能开关”置于“电容测量”，最后将“电压输出开关”置于“通”的位置即进行电容测量，液晶屏幕上显示的数据即是测量结果 7、将钳形电流表取下，卡于另一台需测量的电容器上，直至该相测量完毕。 8、测试结束后，切断电源，并将面板上所有开关恢复到测试前的状态，拆除所有接线。 B、电抗器电感测量 1、接线方法同测量电容时一样，只是被测试品为电感； 2、开机按【确认】后屏幕显示主菜单画面，将光标移至【设置】处，进入第3屏设置参数，将【等效阻抗】设为【串联电感】模式。按【确认】键并存入设置值，回到主菜单。 3、将光标移至【测量】处，按确认进入测量状态。 4、将【电压输出开关】置于【通】的位置即进行电感测量。 C、电感测量注意事项 1、被测电感的Q值越高，测量准确度越高。 2、因仪器测试电压较高，测量小电感量电感时（10mH以下），测试时间不宜过长，在测试结果稳定后尽快关断电压输出开关，以免大电流损坏仪器电源和

电容传感器测量电路

第一部分引言 本设计是应用于电容传感器微小电容的测量电路。 传感器是一种以一定的精度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。传感器在发展经济、推动社会进步方面有着重要作用。 电容式传感器是将被测量转换成电容量变化的一种装置，可分为三种类型：变极距（间隙）型、变面积型和变介电常数型。 二、电容式传感器的性能 和其它传感器相比，电容式传感器具有温度稳定性好、结构简单、适应性强、动态响应好、分辨力高、工作可靠、可非接触测量、具有平均效应等优点，并能在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作，广泛应用于压力、位移、加速度、液位、成分含量等测量之中[1]。 电容式传感器也存在不足之处，比如输出阻抗高、负载能力差、寄生电容影响大等。上述不足直接导致其测量电路复杂的缺点。但随着材料、工艺、电子技术，特别是集成电路的高速发展，电容式传感器的优点得到发扬，而它所存在的易受干扰和分布电容影响等缺点不断得以克服。电容式传感器成为一种大有发展前途的传感器[2]。 第二部分正文 一、电容式传感器测量电路 由于体积或测量环境的制约，电容式传感器的电容量一般都较小，须借助于测量电路检出这一微小电容的增量，并将其转换成与其成正比的电压、电流或者电频率[3],[4]。电容式传感器的转换电路就是将电容式传感器看成一个电容并转换成电压或其他电量的电路。电容传感器性能很大程度上取决于其测量电路的性能。

由于电容传感器的电容变化量往往很小，电缆杂散电容的影响非常明显，系统中总的杂散电容远大于系统的电容变化值[5]。与被测物理量无关的几何尺寸变化和温度、湿度等环境噪声引起的传感器电容平均值和寄生电容也不可避免的变化，使电容式传感器调理电路设计相当复杂[6]。分立元件过多也将影响电容的测量精度[3]。 微小电容测量电路必须满足动态范围大、测量灵敏度高、低噪声、抗杂散性等要求。测量仪器应该有飞法（fF）数量级的分辨率[6]。 二、常用电容式传感器测量电路 1、调频电路 这种电路的优点在于：频率输出易得到数字量输出，不需A/D转换；灵敏度较高；输出信号大，可获得伏特级的直流信号，便于实现计算机连接；抗干扰能力强，可实现远距离测量[7]。不足之处主要是稳定性差。在使用中要求元件参数稳定、直流电源电压稳定，并要消除温度和电缆电容的影响。其输出非线性大，需误差补偿[8]。 2、交流电桥电路 电桥电路灵敏度和稳定性较高，适合做精密电容测量；寄生电容影响小，简化了电路屏蔽和接地，适合于高频工作。但电桥输出电压幅值小，输出阻抗高，其后必须接高输入阻抗放大器才能工作，而且电路不具备自动平衡措施，构成较复杂[9]。此电路从原理上没有消除杂散电容影响的问题，为此采取屏蔽电缆等措施，效果不一定理想[10]。 3、双T型充放电网络 这种电路线路简单，减小了分布电容的影响，克服了电容式传感器高内阻的缺点，适用

电容工作原理

电容工作原理 电容串联可以隔直通交，并联可以滤波。 电容器就是两片不相连的金属板.电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用，是电子线路必不可少的组成部分。滤波电路是把脉冲通到地去了，不是通到输出端。 正因为通交流，才能把交流成分通向地，保留直流成分. 一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 其实主要是充放电的工作原理。其实电容就相当于 一个水库，让过来的有波动的水变的很平稳 电解电容的作用有滤波，一般用在整流桥的后面。 你可以看一下电容是并连还是串连在回路里，并联的话是率除高频，串联的话是率除低频。还有降压电容。还有隔直的作用，一般做保护用！ 电容串联和并联在电路中各有什么作用？ 电容的作用是储存、释放电荷，可起到隔直通交、滤波、振荡作用 电容在电路中：如串联使用一般作为交流信号隔离，如音频功放、视频放大器等 如并联使用一般作为滤波，如电源、信号处理电路中噪声去除等 如与电感或其他芯片并联可组成振荡回路，如无线信号发射、接收、调制、解调等 电容并联可增大电容量，串联减小。比如手头没有大电容，只有小的，就可以并起来用，反之，没有小的就可以用大的串起来用。 在集成电路、超大规模集成电路已经大行其道的今天，电容器作为一种分立式无源元件仍然大量使用于各种功能的电路中，其在电路中所起的重要作用可见一斑。 作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域，同电池等储能元件相比，电容器可以瞬时充放电，并且充放电电流基本上不受限制，可以为熔焊机、闪光灯等设备提供大功率的瞬时脉冲电流。 电容器还常常被用以改善电路的品质因子，如节能灯用电容器。 隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。 旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。 耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路 滤波：将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。 温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。 调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。 整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。

电容电感测试原理以及操作方法

精心整理 工作原理 图1工作原理图 在被测电容支路有对被测电容的电压、电流取样的取样电路，取样电路的输出端分别接放大电路，从电压放大电路输出的电压信号和从电流放大电路输出的电流信号通过鉴相器输出相位差信号，与电压信号和电流信号通过A/D转换器后，输入CPU计算而得到被测电容值。因为采用了移动的电流取样单元，而使得无需拆除连接线就可以直接测量电容值。 加之测量过程档位是自动进行选择，避免了手动操作引起的误差，因此具有稳定性好、重复性好，准确可靠的特点。 仪器面板 图2仪器面板图 1：液晶屏幕 2：打印机：打印测量数据和波形 3：电流测试钳插座 4:输出电压接线柱 5：接地端 6：电压输出开关 7：测量转换开关（电容测量/电感测量） 8：电源开关 9：电源（AC220V）插座 10：屏幕亮度 11：按键功能区 【→】和【←】键可用于平移光标,还可用于改变数值大小。 【↓】和【↑】键可用于改变光标的上下位置,有时可用于增减数字。 【退出】键表示否定光标的提示,【确认】键表示肯定光标的提示。 【打印】键按此键后可得屏幕所显示的测量数据打印出来。 【复位】键按此键后直接跳回主菜单。 接线方法

A、并联电容器测量 进行测试前，应按使用要求正确连接电源线及信号电缆。 图3接线方式示意图 图4仪器现场测量实例 1、将测试电压电缆一端接到仪器测试电压输出端子④、⑦上； 2、将测试电流信号电缆插在仪器测试信号输入插头③上； 3、接好测试仪器220V电源线； 4、将测试电压电缆分别夹在被试电容器组两极的连接母线上，钳形电流取样表卡在所需测量的单台电容器的套管处； 5、闭合仪器电源开关⑧； 6、将面班上的“功能开关”置于“电容测量”，最后将“电压输出开关”置于“通”的位置即进行电容测量，液晶屏幕上显示的数据即是测量结果 7、将钳形电流表取下，卡于另一台需测量的电容器上，直至该相测量完毕。 8、测试结束后，切断电源，并将面板上所有开关恢复到测试前的状态，拆除所有接线。 B、电抗器电感测量 1、接线方法同测量电容时一样，只是被测试品为电感； 2、开机按【确认】后屏幕显示主菜单画面，将光标移至【设置】处，进入第3屏设置参数，将【等效阻抗】设为【串联电感】模式。按【确认】键并存入设置值，回到主菜单。 3、将光标移至【测量】处，按确认进入测量状态。 4、将【电压输出开关】置于【通】的位置即进行电感测量。 C、电感测量注意事项 1、被测电感的Q值越高，测量准确度越高。 2、因仪器测试电压较高，测量小电感量电感时（10mH以下），测试时间不宜过长，在测试结果稳定后尽快关断电压输出开关，以免大电流损坏仪器电源和被测试品电感。 操作步骤 开机后屏幕显示主菜单画面（第1屏开机显示）。 第1屏主菜单 2）设置 如欲设置参数，将光标移至设置处，进入第2屏设置参数。 第2屏设置参数第3屏存入设置值 在第2屏画面中，有以下内容可以调整

利用Multisim设计电容测量电路

精心整理 一、概述 随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。 目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC 充放电原理等等，在这个脉（0.2uF —20uF 杂。 路、确的脉冲个数N ，而准确的数值大小为显示稳定后的数值。

由于本方案大多采用的是数字元器件，因此对外界的干扰信号有着很强的抵抗能力，而用容抗法测电容由于采用许多模拟元器件，只要外界存在有一定强度的干扰信号，就会使测量结果发生较 大的改变。不仅 如此，外界的温 度也会对模拟 元器件产生很 大的影响，而在 实际生活中的 多外界环境不 5V直流

首先是测量电路部分，电路图如图3所示，此部分由2片555定时器连成的单稳态触发器和多谐振荡器 定时器为单稳态振荡器。端输出 的单位脉发器2端2C 为待测电器中。由单稳 态触发器电容大小这个信号经存器的时的输出单产生的脉后作为计计数。 图3 单稳号的脉宽 当R 与2C 的 2C 与4 C 出信号、单稳态触发器输出信号、非门输出信号、与门输出信号如图4所示。

图4待测电容为1uF 时各输出信号波形 上图中的波形自上至下分别为单稳态输出信号、非门输出信号、多谐振荡器输出信号、与门 74L S 160N

电容补偿柜的作用与工作原理

电容补尝柜的作用和工作原理 一. 电容补偿柜之作用: 用于补偿发电机无功电流、减轻发电机工作负荷，增加发电机可使用容量，可减少工厂一定的用电量、节省工业电力，提高发供电设备的供电质量和供电能力。 二. 电容柜工作原理 用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源。 三. 电容补偿技术: 在工业生产中广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦，叫做功率因数，这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压90 度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。与电感无功电流相应的功率叫做电感无功功率。当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害：

?增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。 ?因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。 ?对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于0.7 时，供电局可拒绝供电。 ?对发电机而言，以310KW 发电机为例。 310KW 发电机的额定功率为280KW ，额定电流为530A ，当负载功率因数0.6 时 功率= 380 x 530 x 1.732 x 0.6 = 210KW 从上可看出，在负载为530A 时，机组的柴油机部分很轻松，而电球以不堪重负，如负荷再增加则需再开一台发电机。加接入电容补偿柜，让功率因数达到0.96 ，同样210KW 的负荷。 电流=210000/ （380x1.732x0.96 ）=332A 补偿后电流降低了近200A ，柴油机和电球部分都相当轻松，再增加部分负荷也能承受，不需再加开一台发电机，可节约大量柴油。也让其他机组充分休息。从以上可看出，电容补偿的经济效益可观，是低压配电系统中不可缺少的重要成员。 原理：把具有容性负荷的装置与感性负荷并联接在同一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释放能量时,容 性负荷却在吸收能量,能量在两种负荷之间互相交换.这样,感性负荷 所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿,这就是他的补偿原理

电容检测原理

一些重要材料的介电常数如下表

笨乙 烯 3 石英玻璃 3.7 陶 瓷 4.4硅 2.8 石蜡 2.2木材 2.7 石英沙 4.5水80 软橡胶 2.5 PET 3.6 OCA 2.2~2.4 一、用MSP430基于张弛震荡器的检测 图就是使用MSP430内部的比较器来实现一个张弛震荡触摸按键的的电路。在在输入端，比较器的正接到了一个电阻网络，比较器的负接到了电阻Rc与感应电容之间。比较器所接的电阻网络为比较器提供了参考电压，而这个参考电压又受到了比较器输出反馈的激励，所以其值在1/3Vcc和2/3Vcc之间反复变化。造成张弛振荡器的持续震荡，其震荡频率可由以下公式算出：

f OSC = 1/[1.386 × R C × C SENSOR] 当手指接触到触摸按键以后，显然，C SENSOR的值将会被改变，于是fosc也随之变化。如果我们能够检测到这种变化的话，也就自然知道何时触摸按键被“按下”了。 检测的方法也很简单，上面我们说过，当手指接触到触摸按键以后，C SENSOR的值将会被改变，于是fosc也随之变化。频率的倒数就是周期，只要我们在一个固定的时间内去计算上升沿或下降沿的数目，那么如果在某一时刻该数目有较大的变化的话，那就说明C SENSOR的值已经被改变，即按键被“按下”了。 二、MSP430基于电阻电容充放电时间的检测 第二种方法就是基于电容充、放电时间长短的检测，下图给出了这种触摸检测方法的原理图。 在这种方法中，主要检测的是电容充电和放电的时间。首先，由一个GPIO（Load）对电容Cx进行充电；同时开启计时器进行计时；随着充电的进行，Cx的电压中不断升高，最终它将会操作某个门限电压V,当其超过门限电压V后，Acq I/O GPIO将会检测到这个事件，同时停止计时器并读出此时的数值。这样，就完成了一次充电计时过程，当手指接触到触摸按键时，Cx将会变大，显然，充电时间也会变长。通过不断比较每次充电的时间，很自然地就能得知当前是否有按键被“按下”。 同样，既然能检测充电时间，那么也能检测放电时间。这里不再赘述。

电容检测原理

一、用MSP430基于张弛震荡器的检测

图就是使用MSP430内部的比较器来实现一个张弛震荡触摸按键的的电路。在在输入端，比较器的正接到了一个电阻网络，比较器的负接到了电阻Rc与感应电容之间。比较器所接的电阻网络为比较器提供了参考电压，而这个参考电压又受到了比较器输出反馈的激励，所以其值在1/3Vcc和2/3Vcc之间反复变化。造成张弛振荡器的持续震荡，其震荡频率可由以下公式算出： f OSC = 1/[1.386 × R C × C SENSOR] 当手指接触到触摸按键以后，显然，C SENSOR的值将会被改变，于是fosc也随之变化。如果我们能够检测到这种变化的话，也就自然知道何时触摸按键被“按下”了。 检测的方法也很简单，上面我们说过，当手指接触到触摸按键以后，C SENSOR的值将会被改变，于是fosc也随之变化。频率的倒数就是周期，只要我们在一个固定的时间内去计算上升沿或下降沿的数目，那么如果在某一时刻该数目有较大的变化的话，那就说明C SENSOR的值已经被改变，即按键被“按下”了。

二、MSP430基于电阻电容充放电时间的检测 第二种方法就是基于电容充、放电时间长短的检测，下图给出了这种触摸检测方法的原理图。 在这种方法中，主要检测的是电容充电和放电的时间。首先，由一个GPIO（Load）对电容Cx进行充电；同时开启计时器进行计时；随着充电的进行，Cx的电压中不断升高，最终它将会操作某个门限电压V,当其超过门限电压V后，Acq I/O GPIO将会检测到这个事件，同时停止计时器并读出此时的数值。这样，就完成了一次充电计时过程，当手指接触到触摸按键时，Cx将会变大，显然，充电时间也会变长。通过不断比较每次充电的时间，很自然地就能得知当前是否有按键被“按下”。 同样，既然能检测充电时间，那么也能检测放电时间。这里不再赘述。 CYPRESS方式

电容测量电路

2011 ~ 2012 学年第二学期 《电容测量电路》 课程设计报告 题目：电容测量电路 专业：通信工程 班级： 10通信(2)班 组员：吴悦肖梦奇方克文胡勇 吴冬冬徐磊付文涛卢大卫指导教师：王银花 电气工程系 2012年5月20日

1、任务书

目录 第一章:摘要 (4) 第二章:题目分析和设计构思 (5) 2.1题目分析 (5) 2.2设计构思 (5) 第三章:测量电路原理 (5) 3.1工作原理 (5) 第四章:硬件电路设计 (6) 4.1了解功能 (6) 4.2化整为零 (7) 4.3功能分析 (7) 4.4统观整体 (11) 第五章:元件参数 (12) 第六章:调试 (12) 6.1仿真截图 (12) 第七章:课程设计心得体会 (15) 附录一：参考文献 (16)

第一章:摘要 五量程电容测量电路是以集成运放为核心器件可将其分解为四个部分。可分解为文氏桥振荡电路、反相比例运算电路、C/ACV电路、有源滤波电路。该电路是利用容抗法测量电容量的。起基本设计思想是：将400Hz的正弦波信号作用于被测电容Cx,利用所产生的容抗Xc实现C/ACV转换，将Xc转换为交流电压；再通过测量交流电压来获得Cx的电容量。本课题小组通过小组分工到图书馆、网上查找课题参数资料；了解电容测量电路应用及其工作原理，运用Multisim仿真软件绘制电路图并进行仿真实验；分析仿真实验数据和记录课题实验过程；制作打印课题实验报告。 综上所述，在测量电容量时，文氏桥振荡电路所产生400Hz正弦波电压，经过反相比例运算电路作为缓冲电路，作用于被测电容Cx；通过C/ACV转换电路将Cx转换为交流电压信号，再经二阶带通滤波电路滤掉其他频率的干扰，输出是幅值与Cx成比例的400Hz正弦波电压。 电容测量电路的输出电压作为AC/DC转换电路的输入信号，转换为直流电压；再由A/D转换电路转换为数字信号，并驱动液晶显示器，显示出被测电容的容量值。 电路有如下特点： （1）在C\ACV转换电路中，电容挡愈大，反馈电阻值愈小，使得各挡转换系数的最大数值均相等，从而限制了整个电路的最大输出电压幅值，也就限制 了A\D转换电路的最大输入电压，其值为200mV； （2）电路中所有集成运放的输入均为交流信号，因而其温漂不会影响电路的测量精度，也就需要对电容挡手动调零。电路中仅有一个电位器Rw1用于校准电容挡，一般一经调好就不再变动。 （3）二极管D9和D10用于A2输出电压的限幅，二极管D11和D12用于限制A3净输入电压幅值，以保护运放。此外，尽管电容挡不允许带电测量，但是若发生误操作，则二极管可为被测电容提供放电回路，从而在一定程 度上保护壳测量电路。 重点：电容测量电路；Multisim仿真软件。