台式万用表测量电容原理记录

前言

记录一下常用台式万用表34465A和DMM6500测量电容所用原理。

一、34465A

查阅官方手册，它所采用的是充放电法测电容容值，电容测量有以下6个档位，档位及精度如下（手册中并没有展示测试所用电流信息）：

The multimeter makes capacitance measurements by applying a known current to charge the capacitance and then a resistance to discharge as shown below:

An illustration of the response curve while charging is shown below:

二、DMM6500

查阅官方手册，它所采用的是充放电法测电容容值，电容测量档位及测试电流如下表：

原理解析

这两款台式万用表都使用了恒流源充电法测量电容容值，给定一个已知电流的恒流源给电容充电，通过ADC测量电容上电压变化，再根据算法计算电容值。

校准

测量之前需要消除引线电容和其他杂散电容影响，手册提供方法如下，分开两个表笔，按下“Null”按键将测试值归零校准：

To null–out the test lead capacitance:

• Disconnect the + and - test leads probe end from the test circuit, and leave open.
• Press Null. The DMM will now subtract this null value from capacitance measurements.
  

自动量程切换档位

自动量程切换档位的时机如下，在测量值小于当前档位最小值的10%时切换到更小档位；测量值大于当前档位最大值时切换到更大档位。

Autoranging goes down a range at less than 10% of range and up a range at
greater than 120% of range.

只有当电容太大超出算法测量范围，或者在电容测量模式下，在测量终端引入了电压或者短路，才会显示OL。

Overload only occurs when the algorithm times out because the applied capacitance is too large for the algorithm to measure. If you apply a DC voltage or a short to the input terminals in capacitance measurement mode, the instrument reports an overload.

总结

两款主流仪器厂商的台式万用表均采用充电法测量电容，测量范围可以实现1nF~100uF，均具备测试前归零校准功能；但是对于更小或更大的电容测量，则显得无能为力，后续继续研究LCR表和电桥测量电容的原理。