电容测试系统的文献综述
超级电容器研究综述
一、超级电容器的发展与进步（一）概述在古代，人们发现了与琥珀及橡皮相摩擦，引起表面贮存电荷的可能性。
然而这一效应的缘由直到18世纪中叶方被人们理解。
140年后，人们开始对电有了分子原子级的了解。
早期的有关莱顿瓶的发现和研究，开启了电容器的序幕。
之后，电容器不断的发展起来，现如今，其发展起来的电化学超级电容器，已经应用于国防设备、电力设备、通讯设备、铁路设施、电子产品、汽车工业等方方面面，成为当代社会不可缺少的一部分。
电能能够以两种截然不同的方式存贮：一种间接方式是作为潜在可用的化学能，存贮在电池里。
另一种直接的方式，则是以静电学形式将正负电荷置于一个电容器的不同极板之间来存贮电能。
超级电容器在存贮电荷时有着两种原理，一种是通过双电层原理，以非法第模式来存贮电能；而另一种则是法拉第模式，通过发生氧化还原反应来产生赝电容。
目前双电层型超级电容器一般采用碳材料做电极，通过碳材料的大的比表面积来增加双电层的面积，而赝电容型超级电容器一般采用氧化物或聚合物的材料来做为电极。
同时，二者在制作超级电容器的时候也可以并用，从而使得超级电容器也可以划分为对称超级电容器和非对称超级电容器，对称即指电容器的两极的材料相同，非对称则不同。
在电解质方面，超级电容器绝大多数均采用液体电解质，如水及其它有机溶剂。
超级电容器的电化学性能分析有很多方法，但通常都包括以下四种图：循环伏安曲线，恒流充放电曲线，交流阻抗谱，循环稳定性曲线。
通过这四种图可以比较明确地判断出一个超级电容器的电化学性能的好坏，具体判断方法之后会详细说明。
超级电容器有着非常高的功率密度，但是其能量密度却比较低，它有着极好的循环充放电稳定性但是电压窗口却比较窄。
但是人们也在对其进行着不断的研究来改善超级电容器的这些弊端。
（二）超级电容器的原理超级电容器又称为电化学电容器，是介于传统电容器和电池之间的新型电化学储能器件，它的出现填补了Ragone 图中传统电容器的高比功率和电池的高比能量之间的空白。
电容综述性文章
关于去耦电容应用的综述文挡结构：基本概念：等效电感（ESL）和等效电阻（ESR）文章一：高速PCB电源完整性和地波动分析的仿真第一篇：高速系统中的接地第二篇：电源噪声的削减和滤除方法第三篇：EMI/RFI Considerations当今高速数字电路与高频设计的处理器的时钟频率和传输信号速率的频率范围已经达到GHz，这意味着PCB也要处理同样高的频率和宽带信号。
去除高频PCB的干扰，主要采用屏蔽、滤波和接地三种方式。
在滤波中的电容就显得至关重要。
下面给出的资料，介绍了PCB设计中去耦电容的作用与使用方法。
1.基本概念：等效电感（ESL）和等效电阻（ESR）在用电容抑制电磁骚扰时，最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。
电容器的容抗与频率成反比，正是利用这一特性，将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。
然而，在实际工程中，很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果，面对顽固的电磁噪声束手无策。
出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。
实际电容器的电路模型如图1所示，它是由等效电感（ESL）、电容和等效电阻（ESR）构成的串联网络。
理想电容的阻抗是随着频率的升高降低，而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性，在频率较低的时候，呈现电容特性，即阻抗随频率的增加而降低，在某一点发生谐振，在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR。
在谐振点以上，由于ESL的作用，电容阻抗随着频率的升高而增加，这是电容呈现电感的阻抗特性。
在谐振点以上，由于电容的阻抗增加，因此对高频噪声的旁路作用减弱，甚至消失。
电容的谐振频率由ESL和C共同决定，电容值或电感值越大，则谐振频率越低，也就是电容的高频滤波效果越差。
ESL除了与电容器的种类有关外，电容的引线长度是一个十分重要的参数，引线越长，则电感越大，电容的谐振频率越低。
因此在实际工程中，要使电容器的引线尽量短。
等效串联电阻ESR (Equivalent Series Resistance)：电容器的等效串联电阻是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻相串联构成的。
毕业设计论文电容测试仪设计
编号毕业设计题目电容测试仪设计学生学号系部专业班级指导教师电容测试仪设计摘要随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。
因此，设计可靠，安全，便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。
在系统硬件设计中，以STC89C52RC单片机为核心的电容测试仪，使用对应的振荡电路转化为频率实现参数的测量。
电容是采用555多谐振荡电路产生的，将振荡频率送入STC89C52RC的计数端端口，通过定时并且计数可以计算出被测频率，再通过该频率计算出被测参数。
在系统软件设计中，是以Keil4.0为仿真平台，使用C语言编程编写了运行程序；包括主程序模块、显示模块、电容测试模块。
最后，实际制作了一台样机，在实验室里进行了测试，结果表明该样机的功能和指标得到了设计要求。
关键词：单片机，555多谐振荡电路，1602液晶屏The design of Capacitance testerAbstractWith the development of electronic industry,electronic components rapidly increased the scopeof electronic components widely up gradually,in applications we often measured capacitors size.Therefore,the design of reliable,safe,convenient capacitance tester of great practical necessity.In the system hardware design,take the MCS-51 monolithic integrated circuit as the core resistance,the use correspondence's oscillating circuit transforms for the frequency realizes each parameter survey. And the electric capacity is use 555 multi resonant circuits to produce,the oscillation frequency will send STC89C52RC the counting to be neat,through and fixed time counts may calculate by the frequency measurement rate,figures out again through this frequency meter is measured the parameter.In system's software design is take Keil4.0 as the simulation platform,used the C language programming has compiled the system application software;including master routine module,display module,display module,electric capacity test module and inductance test module.Finally,the actual production of a prototype,tested in the laboratory results show that the prototype of the functions and indicators are the design requirements.Key Words：Single slice of machine;555 multi resonant circuit; 1602 dynamic display module目录摘要 (ⅰ)Abstractⅱ第一章引言 (1)1.1 设计背景及意义 (1)1.2 电容测试仪的发展历史和研究现状 (1)1.3 本设计所做的工作 (1)第二章电容测试仪的系统设计 (3)2.1 电容测试仪设计方案比较 (3)2.2 系统的原理框图 (4)第三章电容测试仪系统的硬件设计 (5)3.1 RC振荡电路的设计 (5)3.1.1 555定时器简介 (5)3.1.2 RC振荡电路的设计 (8)3.2 单片机电路的设计 (9)3.2.1 单片机的选择-STC89C52RC (9)3.2.2 单片机时钟电路设计 (11)3.2.3 单片机复位电路设计 (13)3.2.4 单片机定时器/计数器设置 (15)3.3 显示电路的设计 (16)3.3.1 液晶显示器的选择 (16)3.3.2 显示电路设计 (17)第四章电容测试仪系统的软件设计 (18)4.1 主程序流程图 (18)4.2 频率参数计算的原理 (18)第五章PCB板的设计及系统的调试 (20)5.1 Protel99SE介绍与PCB板的设计 (20)5.2 系统的调试 (22)5.3 系统的测试 (23)第六章总结与展望 (25)6.1 工作总结 (25)6.2 技术展望 (25)参考文献 (27)致 (28)附录 (29)附录系统原理图及PCB (29)第一章引言1.1 设计背景及意义目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。
文献综述 ——电流差动保护电容电流补偿方法的研究发展概况
电流差动保护电容电流补偿方法的研究发展概况一、前言近年来，伴随着中国电力发展步伐不断加快，中国电网也得到迅速发展，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大，全国已经形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网6个跨省的大型区域电网，并基本形成了完整的长距离输电电网网架。
其中，较为重要的是超高压电网。
超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求，也是电力工业发展水平的重要标志之一。
随着电能利用的广泛发展，许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群，而动力资源又往往远离负荷中心，只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。
超高压电网可以增大输送容量和传输距离，降低单位功率电力传输的工程造价，减少线路损耗，节省线路走廊占地面积，具有显著的综合经济效益和社会效益。
所以我们必须采用快速准确的继电保护装置，保证超高压线路安全稳定的运行。
在电网中，电流差动保护因其原理简单、动作速度快, 能够适应各种故障和不正常运行状态, 已被广泛应用。
随着微波通信技术、光纤通信技术的发展和其在电力系统通信中的逐渐应用 , 又先后出现了输电线路的微波电流差动保护和光纤电流差动保护。
在国外, 日本 70 年代就有分相电流差动微波保护[1]。
而在中国80年代在数字通信普遍采用后，利用微波或光纤通道同时传送四个电流瞬时值的数字微波或者是数字光纤电流纵联差动保护原理已得到应用，成为超高压长距离输电线路的重要保护原理。
电流差动保护的基础是可希霍夫电流定律，但是输电线路的分布电容电流损坏了可希霍夫电流定律应用的前提，影响了差动电流保护的可靠性和准确性，所以消除分布电容电流的影响是非常重要的。
二、减少分布电容电流影响的方法对于超高压以下的输电线，分布电容电流可以用保护的定值躲过，或按线路的集中参数模型进行补偿。
而对于超高压和特高压线路的分布电容电流很大，则需要考虑其他补偿方法。
目前，减少分布电容电流影响的方法主要有三种 :(1)电容电流补偿算法。
基于单片机的电容测试仪论文
目录1 绪论 (1)1.1 设计背景及研究意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本设计研究内容 (2)2 系统设计 (2)2.1 系统设计任务及要求 (2)2.2 系统总体方案设计 (2)2.2.1 方案论证 (2)2.2.2 总体方案设计 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 单片机主控电路设计 (4)3.1.1 单片机介绍 (4)3.1.2 单片机最小系统 (5)3.1.3 主控电路的工作原理 (6)3.2 电容测量电路设计 (7)3.2.1 电容测量电路原理及工作过程 (7)3.2.2 电容测量电路原理图 (8)3.3 显示电路设计 (9)3.4 按键电路设计 (11)3.5 电源电路设计 (12)4 软件设计 (13)4.1 主程序设计 (13)4.2 子程序设计 (14)5 总结 (16)附录 (17)参考文献 (26)致谢 (27)1 绪论1.1 设计背景及研究意义电容量是电工电子信息行业中非常关键的一项物理量，在信息、工业、各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的测量参数。
目前，随着电子信息技术的发展，智能技术的广泛应用，电容量测量技术已向自动化、智能化方向发展。
基于此，提出了电容量的数字化测量。
随着经济的发展和科技水平的提高，很多智能芯片的制造，使电子测量仪表向数字化、智能化方向发展。
电容量的测量是电子测量中最基本的参数测量，要求有一定的精确度，同时要求测量的量程要宽，测量的速度要快。
因此，设计可靠、安全、便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。
1.2 国内外研究现状近年来测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。
测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道。
随着模块化和虚拟技术的发展，为测试测量仪器行业带来了新的契机。
电容器作为非常重要的一个电学元件在现代电子技术中有着非常广泛的用途，电容定义为：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，即：QCU。
超级电容器综述
超级电容器综述电子技术查新训练文献综述报告题目超级电容器技术综述学号3130434055班级微电132学生赵思哲指导教师杨莺2014 年5.超级电容器的电极材料2.1超级电容器的电极材料电极材料是超级电容器的关键，它决定着超级电容器的主要性能指标.[5]科学家们对各种具有特定属性的材料已进行了研究，探讨超级电容器的潜力和适用性先进的超[6]级电容器具有高容量的性能，如碳基材料、过渡金属氧化物和导电聚合物。
2.1.1炭材料多孔炭材料比电容高，循环寿命长，且资源丰富、结构多样、成本适中，是超级电容器领域最为活跃的研究方向.如表2。
表2 各种炭材料和期前驱的关系[10]a 活性炭（AC）通过不同工艺炭化、活化制备的 AC 有很高的比表面积（1000～3000 m2/g），高的孔隙率，生产工艺简单且价格低廉，一直受到人们的青睐，是目前已经商品化的电极材料之一。
b 活性炭纤维（ACF)活性炭纤维（ACF）是性能优于活性炭的高效活性吸附材料和环保工程材料，高比表面积的活性炭纤维布是已商品化的电极材料之一。
ACF 的制备一般是将有机前驱体纤维在低温（200～400 ℃）下进行稳定化处理，随后进行炭化活化（700～1000 ℃）。
ACF 具有比表面积高、孔径分布窄、导电性好及比电容高的特点。
如图1.（a）（b）吸脱附等温线（a）和孔径分布曲线(b)[5]图1 ACF的N2C 碳纳米管（CNTs）碳纳米管（CNTs）由于具有化学稳定性好、比表面积大、导电性好和密度小等优点，是很有前景的超级电容器电极材料。
d 炭气凝胶（CAGs）炭气凝胶（CAGs）是唯一具有导电性的气凝胶,具有导电性好、比表面积大、密度变化范围广等特点，且轻质、多孔、非晶态、块体纳米炭材料，其连续的三维网络结构可在纳米尺度控制和剪裁。
它的孔隙率高达 80%～98％，典型的孔隙尺寸小于 50 nm，网络胶体颗粒直径 3～20 nm，比表面积高达 600～ 1100 m2/g，是制备双电层电容器理想的电极材料[8]2.1.2过渡金属氧化物金属氧化物电极在超级电容器中产生的法拉第准电容 (赝电容 )比碳材料电极表面的双电层电容要大很多。
文献翻译-基于电容传感器的塑膜厚度检测系统的研究
基于电容传感器的塑膜厚度检测系统的研究摘要:采用非接触式电容传感器、电涡流传感器组合系统获取检测信号,利用基于LabVIEW软件平台的计算机实现对塑料薄膜进行在线检测的工作原理,整个系统由测试单元、电机驱动单元、数据采集与处理单元组成。
由于测试单元采用了电容、电涡流组合传感系统,信号的后续处理由基于LabVIEW软件平台的计算机自动完成,速了测量过程。
采用本系统取代传统的千分尺测量方法,可以使塑料薄膜厚度测量以完全智能的、实时的、非接触的方式进行精确测量。
最后,通过比较组合测量系统与千分尺测量的测试结果,证明了该系统具有较高的精度,良好的可靠性与可行性。
关键词:塑料薄膜;厚度测量;组合传感系统;在线测量目前，塑膜在塑料产品中占有一定的比例。
它们广泛应用于许多领域，比如农业、运输、医学治疗、环境保护和建筑业。
在制造过程中，膜厚是评估产品性质的重要规范。
一般而言，如果一卷中膜厚度的差异大于膜厚度的10%，它将被认为是不合格品。
膜的厚度和一致性直接影响产品的物理属性和机械性能。
在使用中，它们也直接影响使用功能、寿命和抵制外部力量的能力。
另外，塑膜经常以卷分布。
不同卷之间的厚度差异影响使用范围。
这联系到公司和顾客间的利益。
因此，对塑膜的厚度作出精确的测量是很有必要的。
全球有几种可行的方法来测量膜厚，例如机械测定法和重量分析测量法[1]。
传统的测量方法是用千分尺来精确测量，并对成品进行抽样检查，因此测量误差和阅读误差是不可避免的。
对于一片厚度远小于100mm的膜来说，测量精确度很低。
随着工农制造业对塑膜的增长需求，传统的测量方法几乎不能满足发展的需要。
在这种情况下，塑膜厚度在线检测发展了。
主要用于测量和监控低密度浇铸膜和聚丙烯浇铸膜。
就如我们所知，膜由同样的材料和同样的工艺制造而成，因此通过上述方法制造的膜的密度是一致的，我们能等距离不间断地测出日常用膜的宽度为1.4 m。
同时测试结果能显示在电脑屏幕上。
一种精密电容测试系统设计
一种精密电容测试系统设计黄敏;鲍旭强;刘晶晶【摘要】该文介绍一种基于自动平衡电桥的精密电容测试系统设计方法,通过对激励信号与自动平衡电桥输出信号进行鉴相分析,给出被测电容值的计算方法.为使鉴相器处于最佳工作点,得到精度更高的电容值测量结果,系统对自动平衡电桥输出信号进行反馈,并根据反馈结果,结合标准电阻选择与程控放大器对信号进行调理.最后,在1 MHz的测试频率下对系统的电容测试精度进行验证,得出设计的电容测试系统具有较高的测试精度.%In this paper,a method of precision capacitance test system was introduced which was based on an automatic balance bridge. The measured capacitance value was calculated through the identification of the different signal phases between the excitation signal and automatic balance bridge output signal. In order to make the discriminator work at the optimal operating point and get higher accuracy of capacitance value measuring results,the system had rendered feedbacks on the automatic balance bridge output signal and regulated the signal according to the feedback by combining standard reference resistors and programmable amplifiers. Finally, the accuracy of the system has high precision,which was proved under the test frequency of 1 MHz.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)006【总页数】4页(P79-82)【关键词】电容测试;自动平衡电桥;程控放大器;鉴相分析【作者】黄敏;鲍旭强;刘晶晶【作者单位】电子科技大学自动化工程学院,四川成都 611731;电子科技大学自动化工程学院,四川成都 611731;电子科技大学自动化工程学院,四川成都 611731【正文语种】中文电容是基本元器件，其特性直接影响产品的质量。
超级电容器文献综述
高比能量水基电解质炭基超级电容器的研究文献综述一、课题背景和意义超级电容器(Supercapacitor)，又称超大容量电容器(Ultracapacitor)或电化学电容器(Electrochemical capacitor)，是一种重要的电化学能量存储与转换装置[1-3]。
从双电层理论的提出到超级电容器的问世，经历了很长一段历史。
20世纪50年代末，Becke申请了双电层电容器的专利，超级电容器的研究才取得实质性进展[1]。
1971年，日本NEC公司成功制备了第一个商用超级电容器[4]。
在七八十年代，Conway和他的合作者利用赝电容电极材料RuO2制备了性能更加优异的超级电容器[5]。
美国政府在1989 年制定了超级电容器领域的短期和中长期研究计划项目，更是加速推动了超级电容器产业的发展。
2007年，《Discovery》将超级电容器列为2006年世界七大技术发现之一，认为其是能量储存领域的一项革命性发展，并将在某些重要领域替代传统能量存储装置。
至此，超级电容器已得到各界的广泛关注和认可，并成为全球新型储能器件的一个研究热点[3, 6-11]。
作为一种新型的储能器件，超级电容器具有众多优点，图1.1是其与电池和普通电容的对比情况。
对比结果显示与电池相比，超级电容器具有较低的能量密度，但是其功率密度较高；与普通电容相比，超级电容器具有较低的功率密度，但是其能量密度较高。
图1.1不同储能器件对比二、超级电容器的组成和工作原理2.1超级电容器的组成超级电容器是一种重要的电化学能量存储装置，其结构示意图如图2.1所示。
超级电容器的主要构件为对称的双电极、防止电极接触短路的隔膜、电解质和电极材料基底-集流体。
图2.1超级电容器的构成图示2.2工作原理基于超级电容器的不同构成材料及工作原理，可将其分为三类：(l)电化学双电层电容器(Electrochemical Double Layer capacitor，EDLC)；(2)法拉第赝电容器(Faradic Pseudocapacitor，FPC)；(3) 混合杂化型电容器(Hybrid Supercapacitor，HSC)。
文献综述fq (2)
毕业设计（论文）文献综述题目无损探伤检测的平面电容传感器优化设计专业测控技术与仪器班级仪111学生符强指导教师高鹤明文献综述一．无损探伤1.无损探伤检测及研究其的意义无损探伤是在不损坏不破坏物件或材料工作性能和完整性的前提下，利用声、光、磁和电等特性检验物件的表面和内部是否存在影响质量的缺陷、裂痕，并给出缺陷的位置，大小，性质，数量分布状态等信息，从而达到改进制造工艺，降低制造成本，提高产品的可靠性，保证设备安全进行的目的[1]。
无损探伤最大的优势在于“无损伤”，其在工业生产，物理研究，生物工程医疗诊断等领域获得了极高的重视和发展。
2.无损探伤检测的发展现状2.1国外发展现状目前，国外应用的无损探伤方法中, 成熟的、已普遍应用的有: γ射线探伤,高能X射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、涡流探伤、萤光探伤和着色探伤等；已有应用尚处于发展阶段的有: 中子射线探伤、声发射探伤,音响探伤、全息照相探伤录、磁探伤磁场检测、液晶探伤等。
已广泛用于管道、建筑电站、压力容器、贮罐、船舶、飞机、吊车、桥梁、大型铸锻件、焊接件、海洋工程、工业设备等几十个部门。
对于检测的材料, 以往都是金属材料。
近年来, 已扩大到许多非金属和复合材料。
例如, 现代建筑物都要用混凝土, 过去常采取外观检查或破损试验, 这不仅浪费大、费时间, 而且得出的数据也不准确。
现在采用无损检测可以避免上述缺点, 主要的方法有: “按压”回弹法、超声波法、取芯法及切片法等等。
涡流探伤:涡流探伤在国外已广泛用于管材、棒材、线材的探伤, 钢坯、异形管材、带材的探伤也有应用。
由于探头线圈不与工件接触, 易于在快速自动化探伤中应用, 也可在高温条件下应用。
涡流检查反映的是工件的缺陷状况、材质、形状及材料的某些性能的综合结果。
超声波探伤：超声波探伤是目前应用十分广泛的无损探伤技术中的一种主要检测手段。
它既可检测材料表面的缺陷, 又可检测内部几米深的缺陷,在锻件、型材、铸件和焊缝等的探伤中应用较广[2]。
电容综述性文章资料
关于去耦电容应用的综述文挡结构：基本概念：等效电感（ESL）和等效电阻（ESR）文章一：高速PCB电源完整性和地波动分析的仿真第一篇：高速系统中的接地第二篇：电源噪声的削减和滤除方法第三篇：EMI/RFI Considerations当今高速数字电路与高频设计的处理器的时钟频率和传输信号速率的频率范围已经达到GHz，这意味着PCB也要处理同样高的频率和宽带信号。
去除高频PCB的干扰，主要采用屏蔽、滤波和接地三种方式。
在滤波中的电容就显得至关重要。
下面给出的资料，介绍了PCB设计中去耦电容的作用与使用方法。
1.基本概念：等效电感（ESL）和等效电阻（ESR）在用电容抑制电磁骚扰时，最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。
电容器的容抗与频率成反比，正是利用这一特性，将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。
然而，在实际工程中，很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果，面对顽固的电磁噪声束手无策。
出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。
实际电容器的电路模型如图1所示，它是由等效电感（ESL）、电容和等效电阻（ESR）构成的串联网络。
理想电容的阻抗是随着频率的升高降低，而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性，在频率较低的时候，呈现电容特性，即阻抗随频率的增加而降低，在某一点发生谐振，在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR。
在谐振点以上，由于ESL的作用，电容阻抗随着频率的升高而增加，这是电容呈现电感的阻抗特性。
在谐振点以上，由于电容的阻抗增加，因此对高频噪声的旁路作用减弱，甚至消失。
电容的谐振频率由ESL和C共同决定，电容值或电感值越大，则谐振频率越低，也就是电容的高频滤波效果越差。
ESL除了与电容器的种类有关外，电容的引线长度是一个十分重要的参数，引线越长，则电感越大，电容的谐振频率越低。
因此在实际工程中，要使电容器的引线尽量短。
等效串联电阻ESR (Equivalent Series Resistance)：电容器的等效串联电阻是由电容器的引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻相串联构成的。
论文
电容测试仪的设计与制作作者：顾晓丹【摘要】本次所设计的电容测试仪电路主要是由IC1NE555组成的基准电路、对比电路和指示电路，能检验相同容量的电容。
此装置简单易实现、成本低、使用方便等优点。
它可用于生产工厂对某一产品所用电容的检验，同时也便于产品出厂前的质量检验，可保证产品的质量.【关键词】IC 555芯片延时电路音响电路目录第一章方案设计与选择 (3)1.1 设计指标 (3)1.2 方案论证 (3)第二章电容测试仪的工作原理 (5)2.1 主电路工作原理 (5)2.2单元电路 (6)2.2.1基准电路 (6)2.2.2测试对比电路 (6)2.2.3指示电路 (6)2.3元器件简介 (7)2.3.1 555定时器的工作原理 (7)2.3.2单稳态触发电路 (8)2.4电源电路 (9)第三章电路的安装与调试 (10)心得体会 (11)致谢 (12)参考文献 (12)附录 (13)第一章方案设计与选择1.1设计指标（1）该电路能校准测试电容容量（2）被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内（3）测量误差小于20%（4）自制+5V稳压直流电源1.2方案论证（1）方案一：图 1此电路是由标准电容、电位器与被测电容组成一个四臂电桥，由NE555与R1、R2及C1组成一个脉冲振荡器，产生约500Hz的脉冲价值点桥的一个输入端。
在电桥中接入一个高阻耳机RJ，当接通电源后，在耳机中会听到所加入的脉冲信号.调节电位器使耳机中听到的声音最小，电桥达到平衡，这时在电位器旋钮刻度盘上所标的数值便是被测电容的容量。
电路图如图1所示。
(2) 方案二图2将一个基准电容和一个被测电容分别放入基准电路和对比测试电路，然后通过指示电路可看出两个电容是否相等，若LED1和LED2同时熄灭，说明两电容相等，否则，说明两电容不相等，还可以通过更换基准电容进一步测得被测电容的容量，电路图如图2所示。
（3）方案选择方案一虽然简单，但是它的输入部分不稳定，会导致测试不准，误差较大；方案二电路也简单，但它不仅能测试被测电容是否与基准电容相等，而且还能测出被测电容的基本容量，并有音响提示。
电容器寿命测试系统及其测试方法[发明专利]
![电容器寿命测试系统及其测试方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8af10233bfd5b9f3f90f76c66137ee06eef94e4e.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010677380.8(22)申请日 2020.07.14(71)申请人 深圳市众能达自动化设备有限公司地址 518000 广东省深圳市光明区凤凰街道甲子塘社区第二工业区2号D栋101一楼B区(72)发明人 廖文昌 唐元安 曾伟金 (74)专利代理机构 深圳尚业知识产权代理事务所(普通合伙) 44503代理人 王利彬(51)Int.Cl.G01R 31/64(2020.01)G01R 1/04(2006.01)(54)发明名称电容器寿命测试系统及其测试方法(57)摘要本发明适用于电容器领域，提供了一种电容器寿命测试系统及其测试方法。
包括对待测电容器进行直流充电和放电，并在向待测电容器充电的同时将纹波测试信号作用于待测电容器；在待测电容器充放电时采集相关电参数，作为当前模拟的工作环境；分析待测电容器在当前模拟的工作环境下的寿命指标。
其中，用于充电的直流电源和纹波测试信号均可调，进而可以在各种工作环境下测试出电容器的寿命，便于维修更换，也可以有针对性地促进电容器生产工艺的改善以提升电容器的使用寿命，改善电容器的品质。
权利要求书3页 说明书8页 附图17页CN 111830442 A 2020.10.27C N 111830442A1.一种电容器寿命测试系统，其特征在于，包括：纹波信号产生单元，用于产生一可调的纹波测试信号；直流电源，用于为待测电容器提供充电电压；用于放置待测电容器的测试夹具，具有至少一个电容器放置位；每个所述电容器放置位上具有测试正极与测试负极，所述测试正极与所述测试负极分别用于与待测电容器的正极、负极电连接；充放电通道选择单元，与所述纹波信号产生单元、所述直流电源、所述测试夹具的电极连接，具有至少一个与所述电容器放置位对应的充放电通道，各充放电通道可受控被选通；当有充放电通道被选通并处于充电模式时，所述直流电源通过被选通的充放电通道向待测电容器充电且充电电压和充电电流可调，同时所述纹波测试信号通过被选通的充放电通道作用于待测电容器，而当有充放电通道被选通并处于放电模式时，待测电容器可通过被选通的充放电通道进行放电；参数采样单元，用于在待测电容器充放电时采集相关电参数，作为当前模拟的工作环境；分析单元，与所述电容器放置位上的待测电容器电连接，用于分析待测电容器在当前模拟的工作环境下的寿命指标。
电容测试系统的文献综述
数字电容测试仪的文献综述1. 设计背景及意义目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。
因此，设计可靠，安全，便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。
传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。
前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。
随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。
由于测量电容方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555定时器基础上拟定的一套自己的设计方案。
是尝试用555定时器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入STC89C52RC的计数端端口，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。
2.电阻、电容、电感测试仪的发展历史及研究现状当今电子测试领域，电容测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。
电容测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。
传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。
前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。
随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。
在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研究出一种电阻、电容、电感在线测量方法及装置等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离，其特征在于，(1)将一个运算放大器的输出端与其反相输入端直接连接，形成一个电压跟随器；(2)将基准精密电阻(R)的一端与被隔离的在线元件(Z↓[x])的一端通过导线连接，基准精密电阻(R)的另一端与信号源(V↓[i])或者地连接，被隔离的在线元件(Z↓[x])的另一端通过导线与地或者信号源(V↓[i])连接，基准精密电阻(R)与被隔离的在线元件(Z↓[x])连接的一端同时与运算放大器的同相输入端连接；(3)通过导线将运算放大器的输出端与线路板上所有的隔离点(C)连接，隔离点(C)的确定方法是：在线路板上凡是与被隔离的在线元件(Z↓[x])靠近信号源(V↓[i])的一端(A)相连的电阻、电容、电感元件的另一端均为隔离端(C)。
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数字电容测试仪的文献综述1. 设计背景及意义目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电容的大小。
因此，设计可靠，安全，便捷的电容测试仪具有极大的现实必要性。
传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。
前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。
随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。
由于测量电容方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考555定时器基础上拟定的一套自己的设计方案。
是尝试用555定时器将被测参数转化为频率，这里我们将RLC的测量电路产生的频率送入STC89C52RC的计数端端口，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。
2.电阻、电容、电感测试仪的发展历史及研究现状当今电子测试领域，电容测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。
电容测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。
传统的测量电容方法有谐振法和电桥法两种。
前者电路简单，速度快，但精度低；后者测量精度高，但速度慢。
随着数字化测量技术的发展，在测量速度和精度上有很大的改善，电容的数字化测量常采用恒流法和比较法。
在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研究出一种电阻、电容、电感在线测量方法及装置等电位隔离方法，用于对在线的电阻、电容、电感元件实行等电位隔离，其特征在于，(1)将一个运算放大器的输出端与其反相输入端直接连接，形成一个电压跟随器；(2)将基准精密电阻(R)的一端与被隔离的在线元件(Z↓[x])的一端通过导线连接，基准精密电阻(R)的另一端与信号源(V↓[i])或者地连接，被隔离的在线元件(Z↓[x])的另一端通过导线与地或者信号源(V↓[i])连接，基准精密电阻(R)与被隔离的在线元件(Z↓[x])连接的一端同时与运算放大器的同相输入端连接；(3)通过导线将运算放大器的输出端与线路板上所有的隔离点(C)连接，隔离点(C)的确定方法是：在线路板上凡是与被隔离的在线元件(Z↓[x])靠近信号源(V↓[i])的一端(A)相连的电阻、电容、电感元件的另一端均为隔离端(C)。
中国本土测量仪器设备发展的主要瓶颈。
尽管本土测试测量产业得到了快速发展，但客观地说中国开发测试测量仪器还普遍比较落后。
每当提起中国测试仪器落后的原因，就会有许多不同的说法，诸如精度不高，外观不好，可靠性差等。
实际上，这些都还是表面现象，真正影响中国测量仪器发展的瓶颈为：1.测试在整个产品流程中的地位偏低。
由于人们的传统观念的影响，在产品的制造流程中，研发始终处于核心位置，而测试则处于从属和辅助位置。
关于这一点，在几乎所有的研究机构部门配置上即可窥其一斑。
这种错误观念上的原因，造成整个社会对测试的重视度不够，从而造成测试仪器方面人才的严重匮乏，造成相关的基础科学研究比较薄弱，这是中国测量仪器发展的一个主要瓶颈。
实际上，即便是研发队伍本身，对测试的重视度以及对仪器本身的研究也明显不够。
2.面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。
本土仪器设备厂商只是重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。
传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前整体解方案流行年代的需求。
所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。
特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。
3.缺乏标准件的材料配套体系。
由于历史的原因，中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业，标准化的研究也没有跟上需求的快速发展，从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。
虽然目前已有较大的改观，但距离整个产业的要求还有一定距离。
所以，还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。
还有，在技术水平没有达到的条件下，一味地追求精度或追求高指标，而没有处理好与稳定性之间的关系。
上述这些都是制约本土仪器发展的因素。
近年来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。
测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土仪器取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。
随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。
从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。
在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。
3.原理本电容测试仪主要是测试电容器的容量，所以首先要将容量值变换成与其成正比的脉冲宽度；再用该脉冲控制闸门电路，对标准的时钟脉冲进行计数，控制脉冲宽则记录的数值大，脉冲窄则记录的数值小；从而反映电容量的大小；然后，通过译码显示电路显示出电容量的数值。
图2-1为本电容测试仪组成部分框图，包括直流电源模块、控制器模块、时钟脉冲发生器模块和数显模块（即计数、译码和显示模块）。
图 2-1 电容测试仪框图直流电源模块工作原理：该电路由桥式整流电路及LM317等器件组成。
220V交流电压经过整流输出28V直流电压，然后经过集成芯片LM317输出，通过滑动变阻器可以调节输出电压大小。
电压可调范围为1.25V--15V。
控制器模块原理：控制电路的主要功能是根据被测电容Cx的容量大小形成与其成正比的控制脉冲宽度。
实现的方法有多种，如采用多谐振荡器，利用Cx作为震荡电容从而影响振荡周期，产生出对应的控制脉冲；再如采用单稳态电路，由Cx影响暂态的时间，从而形成对应宽度的控制脉冲。
这里着重介绍由单稳态电路组成的控制电V 路。
当被测电路Cx接到电路中之后，只要按一下开关K，电源电压DD 经微分电路C、2R和反相器送给555定时器的触发端2一个负脉冲信1号，使单稳态电路由稳态变为暂态，其输出端3由低电平变为高电平。
该高电平控制闸门使时钟脉冲信号通过，送入计数器计数。
暂态的时间，然后单稳态又回到稳态，其输出端3变为低电平，从而封锁闸门、停止计数。
可见，控制脉冲宽度Tw与成正比，如果R固定不变，则1计数时钟脉冲的个数将与Cx的容量值成正比。
因此，可以达到测电容量的要求。
时钟脉冲发生器模块：时钟脉冲电路主要由555定时器作为多谐振荡触发器，多谐振荡器用于产生连续的脉冲信号。
电路采用电阻、电容组成RC定时电路，用于设定脉冲的周期和宽度。
调节滑动变阻器，可得到不同的时间常数；还可产生周期和脉宽可变的方波输出。
电源通过滑动变阻器和固定电阻对0.1uF的电容充电，放电时候通过555定时器的DIS端（7引脚）进行放电，以此循环作为基准的频率输出，与单稳态电路相结合生成特定的电容频率。
数显模块: 三只译码器CD4511实现译码功能，将计数器的BCD码转换为可直接驱动发光二级管数码显示器的7段码。
CD4511输出信号均为高电平有效，我们的数码显示器选用共阴极LED数码管。
计数器CD4518三个输入端，CLK,E,MR.待测信号输入CLK，计数频率。
当E端为高电平时，计数器正常工作，当E为低电平时，计数器不再计数，输出原来的计数结果。
当MR高电平时，计数器清零，计数结果归零。
译码器CD4511有4个数据输入端，7个数据输出端，A-G。
LE锁存端控制译码器输出数据的滞留功能：当计数器清零时，译码器输入端数据也随即归零，只有在此时将上一刻的数据锁存起来，才能达到设计预期的效果。
LE锁存端高电平有效。
LE为高电平时，输出端输出的结果一直不变，为上一刻数据。
LE锁存端为低电平时，译码器正常工作，转换来自计数器的BCD码为可以直接驱动数码管的7段码，驱动显示管显示输出结果。
3.结论经过在mulitism10.0软件的仿真，用Protel99SE软件做的pcb 电路板，经过对腐蚀电路板的制作以及在实验室的元件安装、调试和故障分析及其排除，终于制作出一台完整的电容测试仪。
由于本身的局限性，只能大概测试电容的容量，当然也是由于电容有的也不大准确，应该算是一台比较好的测试仪。
在这个制作过程中，学习到的东西远远不止于这上面用到的知识，让自己温习了大学课程学到的很多知识，圆满完成了大学的学业！参考文献[1] Mark N. Hartenstein. Microelectronic Circuits and Devices.2nd.Prentice-Hall Inc, NewJersey.1996[2] Jonathan Corbet , Alessandro Rubini , Greg Kroah Hartman. Linux device driver (3rd edition)[M]. O’Reilly & Associates Inc, 2005.[3] 康华光.电子技术基础：模拟部分.第5 版.北京：高等教育出版社，2000[4] 阎石.数字电子技术基础.第5 版.北京：高等教育出版社，2006[5] 谢嘉奎.电子线路：线性部分.第4 版.北京：高等教育出版社，1999[6] 童诗白.模拟电子技术基础.第3 版.北京：高等教育出版社，2001[7] 李良荣.现代电子设计技术.北京：机械工业出版社，2004[8] 郑家龙.集成电子技术基础教程.北京：高等教育出版社，2002[9] 瞿安连.应用电子技术.北京：科学出版社，2003[10] 潘永雄沙河.电子线路CAD实用教程.西安：电子科学大学出版社，2007[11] 周春阳.电子工艺实习.北京：北京大学出版社，2006[12]杨志忠.数字电子技术[M].北京：育出版社，2000[13]张永瑞.电子测量技术基础[M].西安：电子科技大学出版社，2002[14]罗胜钦.数字集成系统芯片[M].北京：希望电子出版社，2002[15]邱关源罗先觉.模拟电路.第5版.北京：高等教育出版社，2007[16]李建东.移动通信.西安：电子科技大学出版社, 2006[17]刘健.电路分析.北京：电子工业出版社，2008[18]任为民.电子技术基础课程设计.北京：中央广播电视大学出版社，1997[19]Protel 电路板设计从入门到精通/恒盛杰资讯编著.北京：中国青年出版社，2006[20]Protel 99 SE 印刷电路板设计教程/肖玲妮，袁增贵编著.北京：清华大学出版社，2003。