薄膜电容绝缘电阻测试指南

直流电场可能产生有噪声的读数或无法探测的误差。实验电路附近的运动（例如，操 作仪器人员的运动或者在临近区域里的其它运动等）引起仪器显示读数发生波动，就反 映出这种场的存在。为了迅速检查干扰的存在，在电路附近放置一个带电的塑料物体， 如梳子等。仪表的读数发生大的变化就说明屏蔽不够完善。
为了降低电场的影响，可以制作屏蔽将被测电路包围起来。最容易制作的屏蔽形式 为包围被测电路的简单的金属盒子或金属网。
- 10μs -
t9 触发放电后充/放电标志为1
4 软件设计流程
4.1 测试步骤 步骤 1 ——触发充电 通过读 CHARFLAG 信号来判断当前是否处于充电状态，如果是充电状态，将被测电容切换入
充电通路进行充电。如果是放电状态，触发充电。 步骤 2 ——触发测试 充电结束后，读 EOC 信号来判断是否当前为测试空闲状态，如果是，将被测电容由充电通路
红色
比较输出信号
5
EOC
6
HI(BIN1)
7
LO(BIN2)
8
GD(BIN3)
测试完成信号（忙信号）。 上超（不合格）输出。 三等品输出。
下超（不合格）输出。 二等品输出。
合格输出。
一等品输出。
黑色 白色 灰色 紫色
9
NG
不合格输出。
不合格输出。 绿色
3 测量周期表
CHARFLAG CHAR/DISCHAR
j
部门： 日期：
薄膜电容测试参考手册
研发部 2011-05-05
文献类别 编号：
技术文献 HP201-11050300A
电容器是各种电子设备中的基本元件，广泛地应用于对电子电路进行旁路、耦合、
滤波和调谐等。然而，要使用电容器就必须明白其特性：包括电容值、额定电压值、温
度系数以及泄漏电阻等。电容器制造厂家对这些参数进行测试；最终用户也进行这类测
Rf 9
8 10
Vo =Vnoise*Rf/ Zcx
U1C (图a)
Vnoise
R Cx 9 10
Rf
8 Vo =Vnoise*Rf/ (Zcx+R)
U1C
(图b)
Zcx 是 电容的阻抗 Zcx = 1/2πfCx。当电容比较大的时候，Vo 噪声幅度会增大。
图 b 在加入电阻 R 后噪声输出幅度可远远小于图 a 中的噪声输出。同时由于 R（<100M Ω）的阻抗值大大小于 Cx（薄膜电容正常绝缘阻抗值>10GΩ）的绝缘电阻值，所以串 入的 R 不会对测试带来影响。 例如：测试电容 C = 0.1uf 则串联电阻 R =τ/C 。τ=1s；C = 0.1uf
t3
t4
t2 TRIG
t9
t5 Text
下次触发允许
测量周期 EOC
OUTPUT COMP
t8
t6
t7 新 有效
t1 前一记录号
新 有效
图 3 测量周期表
描述
一次转换周期 t1 （量程保持，内部触
发） t2 Trig 下降沿触发 t3 充电信号低电平触发 t4 充电延时 t5 放电信号低电平触发
t8 AD转换及运算时间（
快速 中速 慢速
快速
时间（大约）
最小 典型 最大
52ms 54ms 56ms
104ms 108ms 112ms
330s 335s 340s
1ms
-
- 15ms
0s
- 999.9s
- 15ms -
44ms 46ms 48ms
发）
t6 打印结果时间（辅助显示关） 7ms 8ms 9ms
t7 分选输出到EOC结束时间
这个电阻Leabharlann Baidu有两个作用：
①、在电容器短路的情况下，电阻器限制电流的大小。
②、电容器的容抗随着频率的增加而降低，这就会增加反馈电流表的增益，噪声增 益会很大，以致发生电路震荡。此电阻器则将增益限制到一个有限的数值。该电阻器的 合理数值是使得 RC 的乘积为 1 到 5 秒。
反馈式电流表电路原理如下：
Cx Vnoise
外接 电路 图 4-1 薄膜电容充电电路
仪器 内部 皮安 计
3 4
5 Rs
K1A
Rd
4 K2A
被测 电容 器
5
9
3
Cx
K2B
R
10 8
I Low
Im
Hi
仪器 内部 电源 电路
外接 电路 图 4-2 薄膜电容测试电路
仪器 内部 皮安 计
5 4
3 Rs
K1A
Rd
4 K2A
被测 电容 器
3
9
5
Cx
K2B
3 4
5 Rs
K1A
Rd
4 K2A
被测 电容 器
3
9
5
Cx
K2B
R
8 10
I Low
Im
Hi
仪器 内部 电源 电路
外接 电路
仪器 内部 皮安 计
图 1 电容漏电测试电路
图 1 是测试电容器漏电的一般电路。其中，在浸润时间内将电压加到电容器（CX）
的两端，充电电流由源内阻决定,V>100V时Rs=55K, V≤100V时Rs=5K则电容充电时间t1 = Rs*C。该时间过去之后继电器切换至测试端用电流表测量其电流。电容测试完成后将继 电器切换至地通过仪器内部放电电阻对电容进行放电，放电电阻为Rg，V>100V:Rg=75k, V≤100V:Rg=25k,则电容放电时间t2 = Rg*C该时间过去之后电容上的电荷将全部放完。 在这个测试系统中，与电容器相串联的电阻器（R）是一个重要的元件。
4.3 流程图
图5
5 薄膜电容的连接与屏蔽
带电物体接近被测电路的输入端时，就会发生静电耦合和干扰。在低阻抗之下，由于 电荷迅速消散，所以干扰的影响不明显。然而，高阻材料不允许电荷迅速衰减，就可能 产生不稳定的测量结果。由于错误的读数可能由直流或交流静电场引起，所以静电屏蔽 有助于尽量降低这种电场的影响。
R
8 10
I Low
Im
Hi
仪器 内部 电源 电路
外接 电路 图 4-3 薄膜电容放电电路
仪器 内部 皮安 计
其中： Rd: 仪器内部放电电阻 Rd = 20K。 Rs: 电源源内阻 输出电 V>100V Rs = 55k;V≤100V Rs = 5k。 K1A:仪器内部充放电开关,由仪器控制。 K2A K2B: 外部电路控制电容充电﹑测试﹑放电开关，由用户控制。 R： 测量电容串联电阻。 Cx: 被测电容。
切换到测试通路，触发 TRIG 测试信号仪器进行漏电流测试。 步骤 3 ——触发放电 读 EOC 信号来判断是否当前为测试结束，测试结束将被测电容切换到放电通路，触发放电。
4.2 测试电路连接图
3 4
5 Rs
K1A Rd
4 K2A
被测 电容 器
3
9
5
Cx
K2B
R
8 10
I Low
Im
Hi
仪器 内部 电源 电路
版权所测有：
常州市和普电子有限公司 保密级别：
对用户公开
图 2 接线端子
电源供给端
序号 端子名称
1
GND
2
GND
13 CHARFLAG
17
EXT.GND
18
EXT.GND
19
VCC
20
VCC
35
36
EXT.DC+5V
含义
引线颜色
内部电源地。 内部电源地。
充电/放电标志输出(1:放电 0:充 电) 用户电源地。 用户电源地。
橙色
内部电源。 内部电源。
用户为接线端电路提供+5V 电源。 注：接线端电源不是由仪器提供， 而是由用户提供。
R = 1/ 0.1uf = 10M 。 当被测电容值比较小,计算串联电阻值大于 100M 时,最大串联电阻取 100M 也可以不 接串联电阻。 这是因为由于电流检测器的反馈电阻最大为 100MΩ，串联电阻选择最大不 用超过 100MΩ，此时噪声增益为 1，既不会对噪声起放大作用。
2 接线端子与信号
仪表 Input 端和被测装置之间的电缆也需要屏蔽。用连接到 Ground 端的金属屏蔽将 信号导体包围起来，可以大大降低静电噪声源和信号导体或电缆之间的电容耦合，如图 6 所示。有了这种屏蔽，由静电电压源和耦合电容产生的噪声电流就经过屏蔽流到地， 而不再流过信号线。
图 6 屏蔽高阻器件
总的说来，遵守下列指导原则能够尽量降低静电耦合产生的电流： * 使所有带电物体（包括人员）和导体远离测试电路的敏感区域。 * 在测试区域附近避免运动和振动。 * 当测量电流小于 1nA 时，将被测装置用金属闭合物包围屏蔽起来，并将该闭合物连 到测试电路的公共端。
试。
这里讨论的应用实例是使用 CHT3530 绝缘电阻测试仪测量电容器的泄漏电阻。此电 阻可以用“IR”（绝缘电阻）来代表，并用兆欧-微法来表示（电阻值可以用“IR”值 除以电容来计算）。在另一些情况下，漏电可以用给定电压（通常为工作电压）下的泄 漏电流来表示。
1 测试方法介绍
测量电容器漏电的方法是向被测的电容器施加一个固定的电压，然后测量所产生的 电流。泄漏电流随时间呈指数衰减，所以通常需要在一个已知的时间期间内施加电压（浸 润时间，即预充电时间），然后再测量电流。