专题二十一 万用表测量电容（教案）-山东省对口升学《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题二十一 万用表测量电容（教案）-《电气测量技术》（第2版） 高教社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.能够准确识别数字式万用表测量电容功能区的结构组成，包括电容测量档位旋钮、测量插孔、显示屏等部件，并熟练掌握从显示屏上正确读取电容测量数值的方法。 2.深入理解数字式万用表测量电容的工作原理，掌握其通过对电容充电，依据容抗特性及相关公式将测量参数转换为电容值的过程。 3.全面了解电容质量检测的相关知识，明确电容好坏判断的标准，以及电容在不同状态（如正常、漏电、短路、断路）下的特性表现。 二、知识点梳理 一、识--认识万用表测量电容功能区 1.结构 指针式万用表没有专门的电容测量区,一般利用电阻挡测量电容,如图 5-1-1(a)所示。大多数数字式万用表设置了电容测量挡,能直观准确地读取电容的容量。常见的有以下两种数字式万用表,一种是通过专用的电容测量插槽进行测量,另一种是直接用表笔接在电容引脚上进行测量,如图 5-1-1(b)所示。 2.读数 指针式万用表没有专门的电容挡位,因此只能通过与一个已知容量的电容对比指针偏转程度来估测容量,误差较大。为满足常见电容的测量需求,数字式万用表具有 3~6 个不同量程的电容挡位。图 5-1-1(b)所示万用表就具有2n、20n、200n、2μ、20μ和200 μ6挡。2n挡适合测量小于 2 nF 的电容;20 n挡适合测量 2~20 nF 之间的电容;200 n挡适合测量 20~200 nF 之间的电容;2 μ挡适合测量 200 nF~2 μF 之间的电容;20 μ挡适合测量 2~20 mF 之间的电容;200 μF 适合测量 20~200 μF 之间的电容。用数字式万用表检测电容,就是测量电容的容量,将测量值与电容的标称值进行比较。选择挡位,连接待测电容后,屏幕上显示的数值即为待测电容的容量,其单位应与所选挡位一致。例如,如图5-1-2(a)所示,所选挡位为 20 μ挡,显示数值为 9.35,该电容的容量测量值为 9.35 μF ;如图 5-1-2(b)所示,所选挡位为 200 n挡,显示数值为 31.9,该电容的测量值为 31.9 nF。 二、探--探究数字式万用表测量电容的工作原理 以 DT890 型万用表为例,电容测量设置了2n、20 n、200 n、2 μ、200 p5挡,测量电路主要由 CMOS 双时基集成块IC7556 和外围阻容元件组成。集成块C7556中包含两个完全相同的定时器A1和A2,其中,A1与R1、C1构成多谐振荡器:42与R7、Cx 构成单稳态触发器。 A1与R1、C1组成的多谐振荡器通过C1的充放电为电容与脉冲宽度的转换电路提供触发脉冲。假设选择 20n挡位,被测电容Cx 经由电源正极、R4充电,其充电脉冲由 A2 输出。在输出脉冲幅度一定的情况下,该脉冲的占空比与被测电容容量Cx 成正比,而占空比又与输出脉冲幅度的平均值有关( q-0时,U-0;9=100%时，U0=Um)。因此,只要适当调整电路,代表被测电容Cx 大小的脉宽信号就能转换成直流电压,输人 DVM,通过 A/D 转换,在屏幕上显示出被测电容的实际容量。 三、做--使用万用表测量电容 使用数字式万用表测量电容的方法 1.放电开机 对待测电容进行测量前,需要确认该电容没有储存电量。因此应先对待测电容进行放电操作,以免损坏万用表或造成电击事故。然后按下万用表电源开关。 2.选择适当的挡位 根据电容的标称容量,选择合适的挡位。常见的电容挡位有2 n、20n、200 n2μ、20μ和200μ等。将量程转换开关置于电容挡(F )合适的量程。 3.测量读数 将待测电容插人电容专用插槽(Cx),或将万用表表笔连接在 Cx 插孔中,然后再用两表笔分别连接电容器两端。 读出屏幕上的读数,该读数加上所选挡位的单位即为该电容的容量。 如果电容无法拆下,也可以利用数字式万用表的电容挡对电容进行在路测量如图 5-1-4所示。首先根据电容的标称容量选择合适的挡位,读取显示屏的数值,若数值较小,则说明电容容量不足;若数值较大,则说明该电容与其他电容并联或电容漏电,需要拆下进行非在路测量。 四、做--检测电容质量的好坏 除了使用电容挡直接测量电容的容量外,还可以使用万用表的电阻挡、电压挡、蜂鸣挡检测电容质量的好坏。 五、修--数字式万用表测量电容时的故障排除 测量 AD 转换器集成块 ICL7106 三个关键电压是否正确,测量方法和数据见表 5-1-3。 工作电源与电池寿命有关,可略偏低;基本电源和基准电压必须符合要求。确保 AD 转换器无故障后,检查电容测量电路,最好的检修方法是用示波器检查关键点的波形,如果波形正常,说明测量电路工作正常。若无示波器,将质量没问题的数字式万用表置于直流电压挡,将被测表量程转换开关置于 DC挡,实际测量 IC7556各脚对模拟地 32 脚的电压。 最常见的电容测量电路故障是被测电容事先没有放电就插入到电容测量孔中,导致IC7556击穿。一旦双时基集成块击穿就会使ICL7106的 A/D转换器中的2.8V稳压电源短路,迫使 A/D 转换器 IC7106 中基准电压电源等于0V,致使数字式万用表无论在何挡位上均显示“溢出”符号。 万用表的合适量程示意图如图 1-1-5 所示。 三、真题练讲 1.(2021年山东省统一考试)测量大电容（如 1000μF）时，正确做法是？（ ） A. 直接测量，无需等待 B. 选择 2000μF 量程，等待读数稳定 C. 用电阻档判断好坏 D. 红表笔接负极 答案：B 解析：大电容充放电慢，需选合适量程并等待读数稳定；电阻档无法准确判断电容容量。 2.(2021年山东省统一考试)电容测量值为负值，可能原因是？（ ） A. 表笔极性接反 B. 万用表校准错误 C. 电容损坏 D. A 或 B 答案：D 解析：表笔接反或万用表内部校准异常都可能导致负读数，电容本身不可能为负值。 3.(2021年四川省统一考试)下列哪种情况可能损坏万用表？（ ） A. 测量未放电的高压电容 B. 用电流档测量电压 C. 电容档测量电感 D. 以上都有可能 答案：D 解析：未放电电容、档位误用（电流档测电压）、功能错用（电容档测电感）都可能损坏仪表。 4.(2020年山东省统一考试) 校准万用表电容档需要使用？（ ） A. 标准电阻 B. 标准电容 C. 示波器 D. 电桥 答案：B 解析：校准电容档需使用高精度标准电容，对比测量值与标称值调整仪表精度。 5.(2019年四川省统一考试) 测量电容时读数频繁跳动，可能原因是？（ ） A. 表笔接触不良 B. 环境电磁干扰 C. 电容漏电 D. 以上都是 答案：D 解析：接触不良、电磁干扰、电容漏电都会导致信号不稳定，引起读数跳动。 四、限时练讲 1.数字式万用表测量电容时，应将功能旋钮旋至哪个档位？（ ） A. Ω档 B. V~档 C. F档 D. A档 答案：C 解析：F档（电容档）是专门用于测量电容容量的档位，Ω档测电阻，V~档测交流电压，A档测电流。 2.万用表电容功能区显示屏显示“1”，表示？（ ） A. 电容容量为1μF B. 电容容量过大超出量程 C. 电容短路 D. 电容正常 答案：B 解析：显示“1”或“OL”表示测量值超出当前量程，需切换更高档位。 3.测量电解电容时，红表笔应接电容的哪一端？（ ） A. 正极 B. 负极 C. 任意一端 D. 需根据电容大小判断 答案：A 解析：数字万用表红表笔输出正极性电压，应接电解电容正极以保证测量准确。 4.以下哪种情况可能导致万用表无法测量电容？（ ） A. 未进行电容放电 B. 量程选择过大 C. 表笔接触不良 D. 以上都是 答案：D 解析：电容未放电会残留电压干扰测量，量程过大显示值偏小，表笔接触不良导致无读数。 5.若万用表测量电容时显示负值，原因可能是？（ ） A. 电容损坏 B. 表笔接反 C. 量程错误 D. 万用表故障 答案：B 解析：数字万用表测量电容时，表笔极性接反可能显示负值，但不影响电容好坏判断。 6.电容测量前需进行的操作是？（ ） A. 短路放电 B. 充电至满电 C. 串联电阻 D. 并联电容 答案：A 解析：测量前需将电容短路放电，避免残留电荷影响测量结果或损坏万用表。 7.数字万用表测量电容的基本原理是？（ ） A. 利用电容充放电时间计算容量 B. 测量电容的直流电阻 C. 检测电容的耐压值 D. 分析电容的频率特性 答案：A 解析：通过测量电容在固定电压下的充放电时间，换算出电容容量。 8.当电容测量值远小于标称值时，电容可能？（ ） A. 容量正常 B. 漏电或失效 C. 极性接反 D. 耐压不足 答案：B 解析：电容容量显著下降通常是内部介质老化、漏电或开路导致失效。 9.使用万用表测量电容时，正确的操作步骤是什么？​ 答案：① 将万用表量程旋钮旋至合适的电容测量档位；② 将被测电容的引脚插入万用表的电容测量插孔（注意极性电容的正负极）；③ 读取显示屏上稳定的电容数值，完成测量。​ 10.如何利用万用表检测电容质量的好坏？​ 答案：先测量电容的标称容量，若测量值与标称值相差在允许误差范围内（一般电容误差范围在 ±5% - ±20%，依电容类型而定），且测量时电容能正常充放电（数字万用表测量时显示数值会有变化过程），则电容质量基本正常；若测量值与标称值相差过大，或测量时无充放电现象，电容可能损坏。此外，还可通过测量电容的绝缘电阻（使用电阻档）判断电容是否漏电，若绝缘电阻过低，说明电容存在漏电问题。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.数字式万用表测量电容功能区主要由电容测量档位旋钮、测量插孔和显示屏构成。档位旋钮用于选择合适量程，测量插孔标有 “CAP” 标识，用于连接被测电容（极性电容需注意正负极对应） ，显示屏直接呈现测量数值。 2.测量时，万用表内部电路向被测电容充电，依据电容的容抗特性，通过测量充电过程中的时间、电压或电流等参数，结合相关公式将其转换为电容值。 3.测量前准备：检查万用表电量；将量程旋钮旋至合适电容测量档位；对带电被测电容进行放电处理；清洁电容引脚，确保接触良好。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$