前言
现代工业的发展，对工况参数的实时监测已显得越来越重要了，参数监测分电量和非电量两大类。对于非电量参数的测量，测量的成功与否决定于传感器的质量和对感应信号的提取。在各类非电量传感器中，电容传感器可以说是用得最普遍的一种了，在工业现场它作为流量、压力、位移、液位、速度、加速度等物理量的传感元件，应用已相当广泛。在煤炭行业，电容传感器在生产开采、安全监测及选煤自动化方面已大量应用，正确及时取得电容传感器的信号对监测监控有着重要的意义。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。在电子制作或产品维修中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用，例如，调谐选择电台频率、降压、定时等作用。因此选择容量大小合适的电容器对于电路的正常运行及预期目标的实现非常重要，常常需要测量电容器的容量。在电子制作中所用到的电容器的电容值一般都不大，对于10pF以下的固定电容器，因其容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象，难以定量地检测出其电容量的大小。要测量小电容器的容量就得选用合适的测量方法。小电容的测量方法，目前主要有LC振荡或RC振荡法、谐振法、电桥法、充放电法。随着电子技术的发展，人们对电子产品智能化的程度要求越来越高，而在目前，单片机在实现电子产品智能化方面扮演着重要的角色。以单片机位核心制作的电子产品具有电路简单、功能强、可靠性高、设计弹性大、便于扩展、易于形成系列化产品等显著优点，所以用单片机来制作的电容表体积小，使用方便，可靠性高，可以满足人们的要求。本设计在众多的单片机选用了A TMEL公司开发的A Tmega16 A VR单片机。A VR单片机继承了C51和PIC单片机的优点，运行速度快，功能强大，是一款面向C语言编程的单片机。使用A VR单片机制作的数显直读式电容表，且具有能测量小至1pF 的电容，量程广（1pF—440uF），硬件电路简单，能自动换挡，使用方便等优点，因此用AVR单片机来制作的电容表具有一定的应用前景。
1 小电容的测量
电阻器、电感器、电容器是常用的电路元件。在某些特定条件下，电路元件可近似地看成理想的纯电阻或纯电抗。但是，严格地说，任何实际的电路元件不仅是复数阻抗，而且是数值一般都随所加的电流、电压、频率及环境温度、机械冲击等而变化。电阻、电感、电容的测量方法因其各自的基本特性而异。在实际测量中究竟使用哪种方法，应根据具体情况和要求来选择。
本章将简要介绍电容器的特点和小电容测量方法的总类及其原理，并总结这些方法的优缺点，从而引出改进的方法。
1.1 电容器的特点
电容器是一种能储存电荷的容器。它是由两片靠得较近的金属片，中间再隔以绝缘物质而组成的。按绝缘材料不同，可制成各种各样的电容器.如：云母、瓷介、纸介、电解电容器等。在构造上，又分为固定电容器和可变电容器。
小电容器的容量小，一般仅几个pF 到几百uF 。因C 太小，故容抗很C
j X C ω1=大，为高阻抗元件；由于电容小，需要作用的能量也小，可动的质量也小，因而它的固有频率很高，可以保证有良好的动态特性。电容器的视在功C U P ω2=，C 很小，P 也很小，这使它易受到外界的干扰，所以信号的提取比较困难。同时由于电容小，分布电容和寄生电容对灵敏度和测量精度都产生影响。电容的等效电路如图1-1(a)所示，其中，除理想电容C 外，还包含有介质损耗电阻j R ，由引线、接头、高频趋肤效应等产生的损耗电阻R ，以及在电流作用下因磁通引起的电感0L 。当频率较低时，R 和0L 的影响可以忽略，电容器的等效电路可以简化为如图1-1(b)所示的电路，当频率很高时，j R 的影响比R 的影响小得多，0L 的影响不可忽略，这时的等效电路如图1-1(c)所示，相当于一个LC 串联谐振电路。如
令0c f =为固有串联谐振频率，可以看出：当0c f f >时，电容器呈容抗，其等效电容随频率的升高而增高；当 0c f f =时，电容器呈纯电阻；当0c f f >时，电容器呈感抗。
..R
...
\(a) 电容器的等效电路 (b) 低频等效电路 (c) 高频等效电路
(a) Capacitor equivalent circuit (b) low-frequency equivalent circuit (c) high-frequency equivalent circuit
图1-1 电容器的等效电路
Fig.1-1 Capacitor equivalent circuit
传统的测量电容的方法采用模拟电路测量手段，主要有电桥电路（普通交流电桥、变压器电桥、双T 二极管电桥）；脉冲宽度调制电路；调频电路等等。根据电容器的基本特性，小电容的测量方法，目前主要有谐振法、LC 振荡或RC 振荡法、充放电法、电桥法[1]。下面将介绍几种测量小电容的方法。
1.2 谐振法测电容
1）直接法测电容
按图1-2把被测电容x C 接好，选用一适当的标准电感L ，与被测电容Cx 组成谐振电路，调节高频振荡电路的频率，当电压表的读数达最大，即谐振回路达到串联谐振状态。调节振荡源频率f 使电压表指示最大，则被测电容为
L
f C x 2)2(1π= （1-6） 直接法测量电容的误差包含：分布电容（线圈和接线分布电容）引起的误差；当频率过高时，引线的误差；当回路Q 值较低时，谐振曲线很平坦，不容易准确找出谐振点（电压表指示值最大）产生的误差。
由于直接法测得的电容量是有误差的，因为它的测试结果中包括了线圈的分布电容和引线电容，为了消除这些误差，宜改用替代法。
R C L0....
图1-2 直接法测量电容 图1-3 并联替代法
Fig.1-2 Method of direct measuring Fig.1-3 Method of series substitution
2）替代法测电容
所谓的替代法是指，分别把被测量和标准量接入同一测量系统，在用标准量替代被测量时，调节标准量，使系统的工作状态在替代前后保持一致，然后根据标准量来确定被测量的数值的方法。用替代法测量时，由于替代前后测量系统的工作状态是一样的，因此仪器本身的性能和外界因素对替代前后的影响几乎是相同的，有效地消除了外界因素对测量结果的影响。
用替代法测电容，可以消除由于分布电容引起的测量误差，测试电路如图1-3所示。C 是一只已定度好的可变电容器，其容量变化范围大于被测的电容量。在不接x C 的情况下，将可变电容C 调到某一容量较大的位置，设其容量为1C ，调节信号源频率，使回路谐振。然后接入被测电容x C ，信号源频率保持不变，此时回路失谐，重新调节C 使回路再次谐振，这时其容量为2C ，那么被测电容x C =1C -2C 。
上述方法称为并联替代法，它适合于测量小电容。其测量误差主要取决于可变标准电容的刻度误差[1]。
当被测电容容量大于标准电容器的最大容量时，必须用串联接法，如图1-4所示。先将图中1、2两端短接，调到电容较小位置，调节信号源频率使回路谐振，这时电容量为1C 。然后拆除短路线，将x C 接入电路，保持信号源频率不变，调节C 使回路再次谐振，此时可变电容值为2C ，显然1C 等于2C 与x C 的串联值，即x
x C C C C C +=221。由此得 1
212C C C C C x ?= （1-7） 当被测电容比可变电容大很多的情况下1C 和2C 的值非常接近，测量误差增大，因此这种
测量方法也有一定范围。
图1-4 串联法测大电容
Fig.1-4 Method of series measuring big capacitance
以上两种方法为常用的测量小电容的模拟测量方法。其中这两种方法中，以并联替代法的误差较小。
模拟测量在测量过程中首先将被测物理量转换成模拟信号，以仪表指针的位置或记录仪描绘的图形显示测量的结果(不表现为“可数”的形式) 。模拟测量的优缺点如下 ：
优点：直观性强、简便、价格低；模拟信号含有“仿真”的意思，分辨能力无限。
缺点：模拟测量方法电路环节多，容易受零漂温漂的影响，尤其对小电容的测量，更难保证测量精度。此外，指示器读数误差大，抗干扰能力不高。
1.3 电桥法测电容
测量电容时，桥体连接成图1-5所示的串联电容电桥。被测电容接在其中的一个桥臂上，Cx 为被测电容的容量，Rx 是它的等效串联电阻。
调节桥臂中可调电阻使电桥平衡，此时，根据电桥的平衡条件：324Z Z Z Z x =,可导出：
)1()1(2
234C j R R R C j R x x ωω+=+ （1-1） 24324311C j R R R R R C j R x x ωω+=+
由实部相等可得
243R R R R x =
（1-2） 由虚部相等可得
23
4C R R C x = （1-3）
电容器的损耗因数D 定义为品质因数Q 的倒数，即
δδω≈+==
tan 11C R Q D （1-4）
图1-5 串联电容电桥
Fig.1-5 Series capacitance circuit
式中，δtan 为损耗系数，δ为电容器的损耗角。
根据式（1-2）、（1-3）、（1-4）可得
221tan R C Q
ωδ== （1-5） x C 、x R 、δtan 都可由仪器面板读出数值。
1.4 电容的数字化测量
为了克服模拟测量法的缺点，可以采用数字化测量。数字化测量电容传感器容量，可使信号在传感器就地转换为数字信号后，进行远距离传输，转换电路简单性能稳定。数字测量可直接用数字形式表示，通过模／数（A ／D ）转换将模拟形式的信号转换成数字形式。数字测量的精度高，操作方便，后处理方便，但对硬件要求高，分辨力有限。制作数字电容表常用的两种方法是：用分立元件制作电容表和用单片机制作电容表。
1）数字化测量原理
电容的数字化测量首先是将电容器的电容量变为频率信号，常用的有LC 振荡和RC 振荡。以555多谐振荡器为例，若被测电容为x C 其振荡频率为f=1.443/［(R 1+2R 2)x C ］，振荡器原理电路如图1-6所示，线路结构简单，受电源等外界因素影响小，振荡频率稳定。
图1-6 C/ F 转换电路原理图
Fig.1-6 Basic circuit of C/F conversion
由电容器的作用原理可知，不管是其极板间距离d 的改变、极板相对面积S 的改变或是电容介质常数ε的改变，都表现为是电容容量的改变。因f 与C 成反比，要测量x C ，不能直接对f 进行计数，然而振荡周期T=1/f=K x C 与x C 成正比，所以，若定义一个可精确测量的参量A ，采取一定措施，使得A=（1/K ）T=x C ，则测出A 即得到x C 。
目前流行的单片机都有外脉冲触发（INT 0，INT 1）功能和定时器（T 0，T 1）功能，利用
有C x 参与振荡的脉冲触发定时器启动和停止，在软件的控制下便可得到与C x 相对应的A 。
举例说明如下：
若要测量一个Cx 为1000pF 左右的电容，用555做成振荡电路，硬件调整时先用一个标准的1 000 pF 电容替代Cx ，调整R1使输出脉冲频率为2 kHz 。单片机初始化定义INT0为外部脉冲输入，上升沿触发并允许INT0中断；T0为16位定时器，由T0r 触发。系统时钟用12MHz 晶振，则T0每隔1 μs 计数器加1，16位定时器计满为65536μs ，设计要求电容为1000pF 时，参量A 也为1000，即A 随Cx 而变，分辨率为1pF 。
把振荡脉冲输入到INT0端，在INT0的第1个中断里，启动T0，共计16个脉冲周期，在第17个INT0中断时，停止T0计时，读取TH0和TL0的值。当脉冲振荡频率为2kHz
时，周期为500μs ，16个周期为8000μs ，这也是T0的定时值，将T0结果除以8，即TH0、TL0右移3位，就可求得A 值，即对应Cx 的值。
电路标准频率的调整，可用频率计测量，也可运行测量程序进行读数，当得到A=1000时即可。1000pF 标准电容用稳定性好的独石电容，R1用多圈精密电位器，调整完毕用Cx 取代C 即可进行测量。线路调整方便，性能稳定，检测精度1000 pF 时为±1 pF 。
用分立元件制作的电容表，可以用分立元件和通用集成电路组成。其主要的工作原理是：被测电容x C 与NE555等组成单稳态电路，NE555的3脚输出的单稳态脉冲的宽度与x C 的容量成正比；由1MHz 基准脉冲发生器输出的基准脉冲与NE555的3脚输出的单稳态脉冲作为一个与门IC 的输入，在NE555的3脚为高电平期间，与门IC 输出频率为1MHz 的脉冲；再对该脉冲进行计数，经过译码后得到x C 的容量并送数码管显示。量程转换逻辑处理电路由集成电路芯片组成。
显然，用分立元件制作的电容表存在校正麻烦、使用时要根据电容器的容量大小进行手动切换档位等缺点，而且电路相对比较复杂，因此可靠性也相对较低。
为了校正方便，实现自动换档，可以引入单片机控制，而且用单片机做出来的电容表，以单片机位核心制作的电子产品具有电路简单、功能强、可靠性高、设计弹性大、便于扩展、易于形成系列化产品等显著优点，所以用单片机来制作的电容表体积小，使用方便，可靠性高，可以满足人们的要求。自动化程度大大提高。
利用单片机来制作电容表的思路并不唯一。
思路一：利用RC 振荡原理。目前流行的单片机都有外脉冲触发（INT0,INT1）功能和定时器（T0,T1）功能，利用有x C 参与振荡的脉冲触发定时器启动和停止，在软件的控制下便可得到与x C 相对应的A 。举例说明如下：
若要测量一个x C 为1000pF 左右的电容，用555做成振荡电路，硬件调整时先用一个标准的1000pF 电容替代x C ，调整1R 使输出脉冲频率为2 kHz 。单片机初始化定义INT0为外部脉冲输入，上升沿触发并允许INT0中断；T0为16位定时器，由T0r 触发。系统时钟用12MHz 晶振，则T0每隔1μs 计数器加1，16位定时器计满为65536μs ，设计要求电容为1000pF 时，参量A 也为1000，即A 随x C 而变，分辨率为1pF 。
把振荡脉冲输入到INT0端，在INT0的第1个中断里，启动T0，共计16个脉冲周期，
在第17个INT0中断时，停止T0计时，读取TH0和TL0的值。当脉冲振荡频率为2kHz 时，周期为500μs ，16个周期为8000μs ，这也是T0的定时值，将T0结果除以8，即TH0、TL0右移3位，就可求得A 值，即对应x C 的值。
电路标准频率的调整，可用频率计测量，也可运行测量程序进行读数，当得到A=1000时即可。1000pF 标准电容用稳定性好的独石电容，1R 用多圈精密电位器，调整完毕用x C 取代C 即可进行测量。线路调整方便，性能稳定，检测精度1000 pF 时为±1 pF 。
思路二：不用555多谐振荡器，直接利用单片机和电压比较器等器件来做电容表。目前，也有用AT89S52单片机和电压比较器339做的简单电容容量测量表。其电容测试原理主要是应用到电容的充电公式，计算出电容在充电到1/nVcc(其中n>1，Vcc 为充电电源电压)电压时的时间，再将充电时间换算成x C 的容量，最后通过液晶显示器显示出来[2]。
然而，AVR 单片机继承了C51和PIC 单片机的优点，运行速度快，功能强大，是一款面向C 语言编程的单片机。使用AVR 单片机制作的数显直读式电容表，且具有能测量小至1pF 的电容，量程广（1pF —440uF ），硬件电路简单，能自动换挡，使用方便等优点，用AVR 高速嵌入式单片机却可以通过简单的硬件线路图来实现以上的这些功能。下一章将介绍AVR 单片机。
2 A VR单片机
1997年A TMEL公司挪威设计中心的A先生和V先生出于市场需求的考虑，推出了全新配置的8位精简指令集微处理器(RISC，Reduced Instruction SET CPU)，命名为A VR。
A VR的单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。
2.1 A VR各系列单片机简介
A TMEL公司通过A VR把RISC技术带到了8位单片机世界，这种全新的结构带来了很多优势。该系列的程序存贮器是在片内的Flash存贮器，可以反复修改上千次、这对新产品开发，产品升级都是很方便的。单片机的指令基本上都是单个晶振周期的，能够到1MIPS/MHz的性能。该系列单片机针对应用C语言编程做了优化。这一系列单片机的很多型号都是宽电压工作的，同时有各种睡眠模式，有利于降低系统功耗；再加上内部的振荡器、看门狗、上电复位、A/D输入，PWM输出等功能，它也可以称为“零外设”的单片机，具有片上系统(SOC， system on chip)的雏形。因此A VR单片机适合于很多领域的应用，表现出卓越性能。
A VR单片机家族已经发展成为一个很全的系列：包括Tiny A VR、Mega A VR、LCD A VR、US
B A VR、DVD A VR 、 RF A VR、Secure A VR、FPGA A VR等类别其中分为三大系列，即A Ttiny、A T90S和A Tmega系列，分别对应A VR的低、中、高档产品。Tiny A VR 系列的典型芯片如Tiny11、 Tiny12、 Tiny13等等，这一类型的单片机的特点是很好的把价格、性能和灵活性结合在一起，典型的应用包括锂电池充电器、冰箱控制和门禁系统等等。A T90S系列中常用的有A T90S2313、A T90S8515、A T90S8535等。A T90S2313的引脚兼容A T89C2051；而A T90S8515的引脚兼容51单片机，因此在设计中很容易替代51单片机。但是目前，A T90S系列的绝大部分已停产。当A T90S系列芯片停产时，A TMEL公司通常会在A Tmega或A Ttiny系列中推出一个新的替代产品，替代产品往往在引脚兼容的基础上增加内部资源及提高性能。例如，A Ttiny2313作为A T90S2313的替代产品，在A T90S2313的基础上增加了片内标定振荡器、增强型上电复位、可编程的掉电检测等多种功能。与此类似，A Tmega8515和A Tmega8535分别作为A T90S8515和A T90S8535的替代产品继承了很多mega系列的特性。Mega A VR系列的典型芯片如A Tmega8,A Tmega16等等，这一类型的单片机的特点是带有具有自编程能力的程序存储器，可以通过SPI、USART、I2）编程，适合于需要远程编程和现场升级的应用领域；同时该类型单和二线制接口（C
片机具有很全的外围设备适合于多种应用。同时还有一些增加了面向特殊应用,具有特殊功能的单片机。这些单片机都是在相同的A VR的基础上加上了面向应用的特殊功能，LCD A VR加上了LCD驱动器比如Atmega169能够驱动4×25段的LCD。USB A VR 单片机例如：A T43USB351M集成了USB的物理层和数据链路层的硬件协议，同时由A VR核通过编程实现传输层的实现。DVD A VR例如：A T78C1501内部通过A VR核实现内部数据通道核缓存的控制。RF A VR 例如：A T86F401在A VR核的控制下实现开关键控的无线射频数据传输。Secure A VR 例如：A T90SC19264RC是带有A VR核的实现ISO7816协议的用于智能卡的单片机。FPGA A VR 例如：A T94K05A则内部集成有FPGA。这些类型构成了A VR系列单片机的庞大家族，使A VR在相应应用领域发挥独特性能。
A Ttiny26、A Ttiny2313、A TMega48/88/168、A TMega8、A TMega16、A TMega32 、A TMega64 和A TMega128 是A Tmega 系列的主流产品。值得关注的是A TMega8 这一款单片机，它以丰富的片内资源、低廉的价格深受广大设计人员的喜爱，并在国内得到了较好的推广。然而A TMega48/88/168作为它的兼容产品，为用户提供更多可选择的功能。
A TMega16 也是个用量较多的器件，它的引脚兼容A T90S8535，可以取代产品中的8535芯片。相对于A TMega8 它除了I/O 引脚多之外，内部集成了A TMega8 两倍（16K）的FLASH程序存储器。
尽管A VR系列单片机型号繁多，功能各异，但是所有A VR单片机都有相同的存储器结构和指令集，因此各系列A VR单片机之间的代码移植是很方便的。
不同系列单片机都会分别具有配置不同的SRAM，EEPROM，外部SRAM的接口，A/D转换器，硬件乘法器，UART，USART等等外围设备。如果你把Tiny A VR或者Mega A VR的所有外围设备全都去除掉，那么所有系列的A VR单片机将只剩下A VR核，而所有A VR单片机全都有相同的A VR核。外围设备是在A VR核的控制下工作的，数据的处理运算也是由A VR核进行的。因此了解它的工作原理，将会对应用有很大帮助。
A VR单片机的很突出的特点和它的优越性很大程度上和它选择了全新的RISC结构有关。A VR核的核心是快速访问的RISC寄存器文件，它包括32×8位的通用工作寄存器。在一个时钟周期内，A VR核可以把寄存器文件中的任意两个寄存器送给ALU（算术逻辑单元）、完成期望操作、并把结果写到任意一个寄存器。ALU支持寄存器之间和寄存器和常数之间的算术和逻辑运算。单寄存器的操作也是ALU执行的。这一点和传统的单片机有很大区别，传统的单片机一般都只有一个累加器，所有的算术操作都要通过这个累加器进行，这往往成为整个系统的瓶颈。
图2-1 是一个A VR MCU体系结构框图，从图上可以看出，A VR采用Harvard（哈佛）结构，数据存贮空间和程序存贮空间是分开的。程序空间通过一级流水线进行访问。一个指令正在执行的同时，下一个指令已经提前从程序存贮器中取出。由于算术运算和逻辑运算是真正单周期的，A VR单片机可达到1MIPS/MHz的性能，这使得设计人员可以在告诉处理的同时降低系统的功耗。
图2-1 A VR MCU体系结构框图
Fig. 2-1 System block diagram of A VR MCU
2.2 选择合适的A VR单片机
A VR单片机已经发展成为一个庞大的家族，包含了很多型号，它们各自的特点不尽相同。Tiny A VR是一个A VR单片机的简化版，Mega A VR属于功能比较多的类型，其他系列都有面向专门应用的功能。这些在前面也做了简单介绍，更详细的资料请阅读单片机的数据手册。
一般来说，选择单片机要考虑以下几个方面，当然这都是在系统功能确定的情况下才能确定[3]。
1）性能。根据设计任务的复杂程度来决定选择什么样的单片机
2）运行速度。单片机的运行速度首先看时钟频率，指令集，几个时钟为一个机器周期在选用单片机时要根据需要选择速度，不要片面追求高速度，单片机的稳定性、抗干扰性等参数基本上是跟速度成反比的，另外速度快功耗也大。
3）I/O口个数。都需要控制哪些外围设备？需要多少个I/O口？
4）程序空间的大小。程序会很庞大吗？需要多少程序空间？这个问题很少有人能够在真正编程之前估计出来，但可以提醒大家的是，如果系统会得到数学运算库，特别是浮点库的完全支持(如果用到可以处理浮点数格式化输出的printf()函数)，那么就要注意选一个8K以上程序空间的单片机。
5）存储器。RAM的大小。是否要缓存处理大量的数据呢？一般来说，A VR系列的许多型号的RAM比一般的单片机已经大多了，但是处理的数据很多，还是要小心地选择。EEPROM的大小。有数据需要掉电时也保存的吗？它的大小是多少？这些就决定了是否需要EEPROM，要多大的EEPROM。
6）外围设备。比如A/D、通信接口(SPI,USART等)、PWM输出、实时时钟(RTC)等。是否需要这些功能？若需要，则对其要求如何？
这些都会影响用户的选择。还有很多因素，比如封装，是要更小的体积吗？又如功耗，多大的功耗可以接受？再如芯片的工作电压，它的电压范围和用户的系统电压一致吗？当然还有速度，足够快吗？如果使用操作系统，那么在选型时就要和所选的操作系统结合起来，给它留出相应的资源。问题实在是太多了，在这么多因素当中做选择和折中，实在不是容易的事情，有时或许会因为忽略个别问题而犯错误，比如选择了8K程序空间的单片机，但是编出来的程序却超出了这个范围，这些情况也会经常发生。不过，犯了错误不要紧，及时改正就行了，幸好A VR系列给予了这种机会。它们的内核是兼容的，指令也基
本是兼容的，如果用C语言开发程序，则从一个型号单片机到另一个型号单片机的移植是简单而迅速的。例如，有人曾经用2个小时的时间把程序从A T90S8515移植到A Tmega8515，因为后者可以低电压工作。
为实现相应的功能并且满足预算的要求，开发者应选择合适的A VR单片机。对于一些特定的工程项目，开发者只须选择工程所需功能的单片机，而不必花费更多的预算在不必要的功能上。当然，对于个人学习使用A VR单片机而言，应该做一个折中。在功能和预算允许的范围内，还要考虑开发的进度，因此各种单片机的模拟调试工具是否廉价和容易获得，是否有合适的可做开发前期验证的开发板都要提前考虑。因为技术开发都是需要调试才能成功的，调试改进的过程往往决定了开发的速度。
2.3选择合适的编程语言
目前，A VR单片机的开发主要用到两种语言：汇编语言和C语言。以前学习单片机都要先学习汇编语言，因为大家都认为单片机程序很小，用汇编语言简单并且效率高。不过情况慢慢改变了，一方面单片机的技术发展很快，程序空间、数据空间现在增加到很大，CPU也因为效率变得不那么紧要了。另一方面，单片机的应用更是从简单的控制扩展到了各个领域，比如有些应用要求单片机内实现TCP/IP的协议栈，这若要用汇编语言实现，实在是勉为其难。
一般认为，单片机的开发应尽量使用C语言。C语言的优势主要表现在以下几方面[3]：1）开发迅速。用C语言开发无须记住大量的汇编指令。程序有规范的结构，可分为不同的函数这种方式可使程序结构化，将可变的选择与特殊操作组合在一起，改善了程序的可读性。
2）维护方便。产品也不能总不改进，程序不可能是写一次就完成了，还需要不断地改进和维护它。C语言的可读性和模块化使维护更加方便。编程及程序调试时间显著缩短，从而提高效率提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能将已编好程序可容易地植入新程序，因为它具有方便的模块化编程技术。
3）便于合作开发。C语言可模块化，便于合作开发。采用操作系统的开发方式会更方便，因为可把系统分为几个任务，每个任务之间只有很少的联系，可把任务分给不同的人写。
4）方便移植。由于C语言是高级语言，本身并不依赖于机器硬件系统，基本上不做修改就可根据单片机的不同较快地移植过来。与平台相关的代码不多，因此在不同的平台
之间移植很容易。
汇编语言的直接和高效也是不可否认的，幸好大部分C编译器都支持内嵌汇编代码，这样就可以把它们的优势结合在一起。C语言程序的代码效率可能比不上汇编语言的程序，但是A VR单片机的一个突出特点是，对C语言专门进行了优化，即在拥有C语言开发的优势的同时，最大限度地避免其劣势——代码空间的庞大。A VR单片机在结构和指令集的设计还没有完成时，已开始了外部编译器的设计。几个潜在的改进在这个过程中被识别和实现了，这样的结果就是A VR单片机的C语言代码效率的提高。
2.4 A VR单片机C语言编译器简介
用C语言编程，当然要选择一个合适的C语言编译器。这里并不准备对每种编译器进行评论，也不准备列出相同的C语言代码而用不同的编译器编译输出的汇编代码有多长。这里只是简单地从应用是否方便，是否容易得到，技术支持是否足够等方面比较一下。2.4.1 Codevision A VR
这是一个完整的A VR系列的开发系统，有两种版本：完全版支持所有的A VR系列；简单版只支持A T90S系列。这个软件支持没有SRAM的器件，如Tiny系列的单片机；有限制代码长度的评估版可免费下载，尽管限制了代码长度，但仍然能很好地作为评估使用。
它的集成开发环境很友好，很好用；按照工程进行管理，有一个叫Codewizard的代码生成器，可生成需要的A VR系统的外围器件(包括一些片外的外围器件)的相应初始化代码；提供很多常用的外部和内部的器件库，例如LCD、实时时钟、温度传感器、UART和SPI 等。
编译好的程序代码可通过内置的ISP接口下载到目标器件。可设置成编译以后自动下载到目标器件。
软件还包括一个终端程序，可以用来接收文件，也可以用用十六进制和ASCII码显示接收的数据，还可以一次发送一个十六进制数。
2.4.2 A VR-GCC
这是流行的GNU C编译器在A VR平台上的移植。UNIX中最原始的C编译器叫CC(C Complier,C编译器)，源于此，GNU的C编译器叫做GCC(GNU C Complier)；然而，随着GCC支持语言的增加，GCC这个缩写的意义已经演变成了GNU编译器集合(GNU Complier Collection),它是GNU项目的一个产品，是一个开放源代码软件[3]。
GCC可编译多种语言，目前支持的语言有C、C++ 、Objective-C、Fortran java 和Ada。
这些高级语言程序通过编译程序前端（front-end）后产生解析树，之后与器件相关的
后端（back-end）程序将它们解释成实际的可执行指令集。前端与后端是完全分开的，解析树是它们中间的产物。GCC 这样的设计使得任何一种语言只要通过合适的语法解析器产生符合格式的解析树，就可以产生GCC 后端程序所支持的所有器件上的可执行指令集。同样，任何一种器件只要将树结构翻译成汇编语言，就可以使用GCC 前端所支持的所有语言。
要承认的是，以上描述是理论化的，便于理解，实际操作并没有想象的那么简单。事实上前端和后端都不是孤立的。幸运的是A VR 的确得到了GCC 的支持，它也是GCC 支持的唯一一种8位处理器。A VR-GCC可在多种操作系统，例如MS-DOS、Win32、Linux 中使用。A VR-GCC不是一个集成开发环境，仅仅是一个C编译器。在使用Win32平台时，会有一个适合这个平台的软件包WinA VR，不仅仅包括C编译器，尽管也不是集成开发环境，但其中包括了编辑、编译、下载整个开发流程中需要的所有软件。
与其他编译器相比，A VR-GCC有一个很突出的优势——是完全自由的软件。它的源代码都可以得到，并很容易编译，因此它几乎可适合于任何平台(特别是任何Linux的机器)。如果选择下载A VR-GCC作为编程工具，那么获得全部软件的成本只是所花费的为下载它连在网上的时间。
A VR-GCC像其他GNU编译器一样，用UNIX风格的Make程序来构建(Build)工程。Make用Makefile来告诉它做什么，如何做。已经有人写了标准的用于A VR的Makefile，它很容易通过修改来编译自己的工程[12]。
对大部分人来说，用命令行进行的编译是有些恐怖，不过可以把阿A VR Studio(A TMEL 公司的A VR集成开发环境)作为A VR-GCC的集成开发环境，不过仍然需要自己写Makefile。
当然还有一种C编译器IAR，是和A VR的核协同开发的。A VR针对C语言的调整，很多都是在它的开发过程中发现的，它无疑是一个卓越的A VR的C的编译器，但因为它的价格很昂贵，所以并不是很常见。
本设计中的程序就是用A VR-GCC这一编程工具来编写的。
2.5 ATmega16/ ATmega16L单片机的特点及其总体结构
A Tmega16是A Tmega系列的主流产品之一，I/O口资源丰富，功能强大。本设计将采用A Tmega16来制作电容表。
2.5.1 ATmega16/ ATmega16L A VR单片机的特点[4]
1）高性能、低功耗的8 位A VR 微处理器
2）先进的RISC结构
– 131 条指令(大多数指令执行时间为单个时钟周期)
– 32个8位通用工作寄存器
–全静态工作
–工作于16MHz时性能高达16 MIPS
–只需两个时钟周期的硬件乘法器
3）非易失性程序和数据存储器
– 16K字节的系统内可编程Flash
擦写寿命: 10,000 次
–具有独立锁定位的可选Boot 代码区
通过片上Boot程序实现系统内编程
真正的同时读写操作
– 512字节的EEPROM
擦写寿命: 100,000 次
– 1K字节的片内SRAM
–可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密
4）JTAG接口( 与IEEE 1149.1标准兼容)
–符合JTAG标准的边界扫描功能
–支持扩展的片内调试功能
–通过JTAG接口实现对Flash、EEPROM、熔丝位和锁定位的编程5）外设特点
–两个具有独立预分频器和比较器功能的8 位定时器/计数器
–一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/计数器–具有独立振荡器的实时计数器RTC
–四通道PWM
– 8路10位ADC
8个单端通道
TQFP封装的7个差分通道
2个具有可编程增益（1x, 10x, 或200x）的差分通道
–面向字节的两线接口
–两个可编程的串行USART
–可工作于主机/从机模式SPI串行接口
–具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器
–片内模拟比较器
6）特殊的处理器特点
–上电复位以及可编程的掉电检测
–片内经过标定的RC 振荡器
–片内/片外中断
– 6种睡眠模式:空ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、Standby 模式以及扩展的Standby 模式
7）I/O和封装
– 32个可编程的I/O口
– 40引脚PDIP封装,44引脚TQFP封装,与44引脚MLF封装
8）工作电压:
– A Tmega16L：2.7 - 5.5V
– A Tmega16：4.5 - 5.5V
9）速度等级
– 0 - 8 MHz A Tmega16L
– 0 - 16 MHz A Tmega16
10）A Tmega16L在1 MHz, 3V, 25摄氏度时的功耗
–正常模式: 1.1mA
–空:0.35 mA
–掉电模式: <1μA
2.5.2ATmega16/ ATmega16L A VR单片机的引脚配置
图2-2 A Tmega16引脚图
Fig. 2-2 Pinout ATmega16
引脚说明[4]：
VCC 数字电路的电源
GND 地
端口A(PA7..PA0) 端口A 做为A/D 转换器的模拟输入端。端口A 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A 处于高阻状态。
端口B(PB7..PB0) 端口B 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口B 处于高阻状态。也可以用做其他不同的特殊功能.
端口C(PC7..PC0) 端口C 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C 处于高阻状态。如果JTAG接口使能，即使复位出现引脚PC5(TDI)、PC3(TMS)与PC2(TCK)的上拉电阻被激活。端口C 也可以用做其他不同的特殊功能.
端口D(PD7..PD0) 端口D 为8 位双向I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口D 处于高阻状态。端口D 也可以用做其他不同的特殊功能.RESET 复位输入引脚。持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。
XTAL1 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。
XTAL2 反向振荡放大器的输出端。
A VCC A VCC是端口A与A/D转换器的电源。不使用ADC时，该引脚应直接与
VCC连接。使用ADC时应通过一个低通滤波器与VCC连接。
AREF A/D 的模拟基准输入引脚。
2.5.3 ATmega16的总体结构
A Tmega16是基于增强的A VRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进
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。
1.测量电容容值的方法之一。 实验开始，我想用电感电容串联的方式，通过改变输入正弦信号的频率，从而在形成谐振的时候得出容值，电路图如下： 已知输入信号幅值不变为5V，电感为x亨，调节输入信号的频率，至电阻两端电压为输出电压的有效值时，电路达到谐振，ω=1/√（LC），ω=2πf，从而求得L的电感值。但苦于实验室没能找到电感，这个方案告停。 其次我又想用一下电路进行测量。已知阻值为200Ω，电容的标称值为10微法，因此估计τ=2ms，输入方波周期应大于五倍的τ，信号发生器输出的方波周期为11.5ms，用示波器测量电容两短信号如下波形： 虽然得到波形，也从图中得知，电容充电时间（即上升时间）约为2ms，，但误差较大。 最终选用最直接的方法，电路依然由电阻和电串联而成，输入信号为正弦波。 输入信号频率为100Hz幅值为14.3V，电阻阻值为33欧姆，将电阻两端输出信号以及电容两端输出信号分别接至示波器，得到两个正弦波，且相位相差90度，分别测量两电压幅值电阻两端电压为9.1V，电容两端电压为5.1V。这样得到电容容值为10.7nF，与标称值10nf较为接近误差为百分之七。 2.射极电压跟随器的不同端的电压测量。 电路图如下所示 电阻阻值为15M欧，信号发生器的输出电压为正弦交流电，输入峰值为3.17V，当不加电阻时，U1为2.18V，U2=2.18V，当加入电阻时，测得U1为2.18V，U2=1.92V。 这种现象的出现验证了上课老师说的那种结果。由于信号发生器的内阻值很小，分压效果不明显，因此U1和U2数值相等，加入电阻后，由于电压阻值也在10M以上，因此分压效果比较明显，U1大于U2。 3.如何用二极管档或者电阻档测出三极管的三个管脚分别是什么？ 首先，三极管由PN结构成，根据PN结的原理可知，PN结是正向导电的，反向时类似一个阻值很大的电阻，因此，可以用二极管档或者电阻档检验各两管脚阻值的大小。实验可知当红表笔接中间，黑表笔分别接两边时，电阻阻值有示数，而二极管亦发出蜂鸣声。说明中间管脚为B端。要想测得另外两个哪个是C哪个是E，则应该用三极管档，即万用表的八个插孔检测三极管管脚。当正确时，万用表会有示数，大约为205。由此可以得到三极管准确的管脚辨别。
电子系统设计创新与实习报告 设计课题基于单片机的电容测量仪设计 学院信息科学与工程 学生姓名 学号 专业班级 队友 指导教师 设计时间2014.6.4-2014.7.3
本设计详细介绍了一种基于单片机的数字式电容测量仪设计方案及实现方法。设计的主要方法是采用555芯片构成单稳态触发器,将电容容量转换为脉冲宽度。通过单片机的计时器测量脉宽, 根据已知的R值，通过单片机的运算功能，计算出电容容量,最后，再通过单片机的普通I/O口控制液晶屏显示出电容容量的计算结果。系统的测量范围为10pF~ 500uF, 具有多个量程，可根据用户需要由用户选择，与用户的交互是通过键盘实现，不同量程的实现是通过单片机的I/O口控制继电器的吸合与断开来选择不同的R值，从而实现不同的量程。同时，本设计注重设计方法及流程，首先根据原理设计电路，再通过protues 仿真，利用keil编程，进而借助altium designer 制作PCB，最后到焊接元器件，调试直至成功。
1 系统方案设计 1.1 设计说明及要求 1.1.1 设计说明 框图中的外接电容是定时电路中的一部分。当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。 1.1.2 设计要求 （1）基本要求 ①自制稳压电源。 ②被测电容的容量在10pF至10000μF范围内 ③设计四个的测量量程。 ④显示测量结果，测量误差小于2.5%。 数字显示：显示分辨率:每档满量程的0.1%； 电容测量：电压可选择5V,25V,50V； 为实现该设计，达到相应的设计要求，本次设计中考虑了三种设计方案，三种设计方案中主要区别在于硬件电路和软件设计的不同，对于本设计，三种方案均能够实现，最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了基于STC89C52单片机和555芯片构成的单
摘要 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。在电子产品的生产和维修中，电容测量这一环节至关重要，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。本文提出了以MCS-51单片机为控制核心，结合多谐振荡器来实现电容测量的方法。并介绍了测量原理并给出了相应的电路及软件设计。 关键词：电容测试仪；单片机；测量
目录 1概述 (1) 1.1 设计目的和意义 (1) 1.2 设计任务与要求 (1) 2 硬件电路设计及其描述 (1) 2.1 设计方案 (1) 2.2 原理框图 (2) 2.3 基于A T89C51电容测量系统硬件设计详细分析 (2) 2.3.1 A T89C51单片机工作电路 (2) 2.3.2 基于A T89C51电容测量系统复位电路 (3) 2.3.3 基于A T89C51电容测量系统时钟电路 (4) 2.3.4 基于A T89C51电容测量系统按键电路 (4) 2.3.5 基于A T89C51电容测量系统555芯片电路 (5) 2.3.6 基于A T89C51电容测量系统显示电路 (6) 2.4 各部分电路连接成整个电路图 (9) 2.5 系统所用元器件 (10) 2.6 PCB制图 (11) 3 软件流程及程序设计 (11) 3.1 系统模块层次结构图 (11) 3.2 程序设计算法设计 (12) 3.3 软件设计流程 (13) 3.4 源程序代码 (13) 4 系统调试及仿真 (17) 5 总结 (16) 5.1 本系统存在的问题及改进措施 (16) 5.2 心得体会 (18) 参考文献 (19)
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
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
电解电容器测试方法详解 1目的 为了规范电解电容器来料检验及抽样计划，并促进来料质量的提高，特制定该检验规范。 2适用范围 适用于本公司IQC对电解电容器来料的检验。 3准备设备、工具： 所需工具及其规格型号如表一所示： 表一（工具规格型号） 品名规格/型号数量品名规格/型号数量 调压器0V～450V/三相1台电流表UNI-T 1台 万用表FLUKE-117C 1台游标卡尺mm/inch 1把电桥测试仪Zen tech 1台双综示波器LM620C型1台高低温交变湿 1台温度计1支热试验箱 4外观物理检测 4.1首先需检查待测电容是否有正规的《产品规格说明书》，其中需包括产品名称、规格型号、安装尺寸、工艺要求、技术参数以及供应商名称、地址及其联系方式，以确保此批次产品是由正规厂商提供。电容器上的标识应包括：商标、工作电压、标准静电容量、极性、工作温度范围。4.2参考《产品规格说明书》的工艺参数，观察电容的外观、颜色、及其材质等参数是否与其所标注的工艺指标一致。 4.3用游标卡尺对电容的安装尺寸进行确认，确保电容的直径、高度以及引出端的直径与间距等参数在产品工艺的误差范围之内，且外观尺寸要符合本公司选用要求。 4.4 检查电容的外观，确保其外观整洁、无明显的变形、破损、裂纹、花斑、污浊、锈蚀等不良状况；且其标识清晰牢固、正确完整。 4.5检查其引出端子，保证其端子端正、无氧化、无锈蚀、无影响其导电性能等状况，且引出端子无扭曲、变形和影响插拔的机械损伤。 4.6 检查电解电容标注的生产日期不应超过半年，并作好记录。 5容量与损耗测试 5.1用电桥测试其实际容量与标称容量是否一致（电解电容一般会有±20%的误差范围），其损耗角正切值tanθ(即D值)大小是否符合国家标准（电解电容器tanθ≤0.25）。 5.2对Zen tech电桥测试仪的使用方法：正确连接电源以后，按“POWER”键开启测试仪的工作电压；按“LCR”键选择测试类型（L：电感，C：电容，R：电阻）。
固定电容器的检测 检测10pF以下的小电容 因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。B?检测10PF～0?01μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流要小。可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c 相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。C?对于0?01μF以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。 电解电容器的检测 因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量。 将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一
位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。C?对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。D?使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。 可变电容器的检测 用手轻轻旋动转轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时，转轴不应有松动的现象。B?用一只手旋动转轴，另一只手轻摸动片组的外缘，不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器，是不能再继续使用的。C?将万用表置于R×10k挡，一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端，另一只手将转轴缓缓旋动几个来回，万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中，如果指针有时指向零，说明动片和定片之间存在短路点；如果碰到某一角度，万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值，说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象。
基于单片机的电容测试仪 摘要：提出了一个电容测量解决方案，采用NE555与被测电容构成多谐振荡器，单片机控制多谐振荡器起振信号，采用单片机外部中断和定时器判断多谐振荡器输出一个完整方波的时间，再根据多谐振荡器匹配电阻计算得到被测电容电容值并送入液晶显示。 关键词：电容测试仪，单片机，LCD1602，AT89C51 Abstract: This paper puts forward a capacitance measurement solutions, using NE555 and measured capacitance constitute multivibrator, single-chip microcomputer control multivi- brator on vibration signal, USES the monolithic external interrupt and timer judgment ltivi brator output a complete square wave time, again according to the multivibrator matching resistance calculation get measured capacitance capacitance value and into the liquid crys- tal display. Keywords: capacitance measurement solutions，microcomputer，LCD1602，AT89C51
电容的测量方法与详细单位换算 电容是板卡设计中必用的元件，其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一个很重要的方面。 ①电容的功能和表示方法。 由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成。电容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容在电路中用“C”加数字表示，比如C8，表示在电路中编号为8的电容。 ②电容的分类。 电容按介质不同分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。按极性分为：有极性电容和无极性电容。按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。 ③电容的容量。 电容容量表示能贮存电能的大小。电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，容抗与交流信号的频率和电容量有关，容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)。 ④电容的容量单位和耐压。 电容的基本单位是F（法），其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。由于单位F 的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。换算关系：1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。 每一个电容都有它的耐压值，用V表示。一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。 ⑤电容的标注方法和容量误差。 电容的标注方法分为：直标法、色标法和数标法。对于体积比较大的电容，多采用直标法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果是5n，那就表示的是5nF。 数标法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10的多少次方。如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203表示20x10x10x10 PF。 色标法，沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）。颜色代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。 电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示，允许误差分别对应为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。 ⑥电容的正负极区分和测量。 电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应的引脚为负极。也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负。 当我们不知道电容的正负极时，可以用万用表来测量。电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体，它的电阻也不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。这样，我们先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），对于数字万用表来说可以直接读出读数。然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左（或阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。 ⑦电容使用的一些经验及来四个误区。 一些经验：在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容。通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围。如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。电容的工作电压不能超过其额定电压。在进行电容的焊接的时候，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。并且焊接时间不应超过10秒，焊接温度不应超过260摄氏度。 四个误区： ●电容容量越大越好。 很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。我们知道虽然电容越大，为IC提供的电流补偿的能力越强。且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加成本的同时还影响空气流动和散热。关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回路会在某个频点上发生谐振。在谐振点，电容的阻抗小。因此放电回路的阻抗最小，补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加，电容提供电流能力便开始下降。电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有效补偿电流的频率范围也越小。从保证电容提供高频电流的能力的角度来说，电容越大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的。 ●同样容量的电容，并联越多的小电容越好， 耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数，对于ESR自然是越低越好。ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。当电压固定时候，容量越大，ESR越低。在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR越低，效果越好。理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并不一定突出。 ●ESR越低，效果越好。
如今，贴片元器件已经被广大市场所应用，无论是在计算机、移动通信设备、医疗电子产品等高科技产品和液晶彩电、PDP彩电、液晶彩显、摄录一体机、手机、clarkson空气净化器等众多电子电器设备中得到了广泛地应用。但是现在的不少工程对于这些电子元件了解的都不是太透彻，新晨阳电子是专业生产贴片电容，贴片钽电容的，今天我们参照《新晨阳电子产品知识手册》来给大家讲解一下如何测试电阻、贴片电容、二极管、三极管。 第一我们首先要了解阻作用：降压、分压、限流、分流等作用一般用在主板供电部分。电阻在电路中的运用。电阻串联阻值增大，电阻并联阻值减小;把数字万用表打到略比电阻标称值基本相符档位用两表笔直接测量电阻两端，若测得阻值鱼标称基本相符，则表示电阻是好的，若测的阻值明显偏大或无穷大则表示电阻已坏。 排阻作用：排阻分为a：八脚排阻;b：十脚排阻;c十六脚排阻
c测量办法与测量普通电阻相同 电容作用：滤波、耦合旁落与电阻组成RC定时电路与电感组成LC 谐振电路，电容还有通交流，隔直流、通高频阻低频的特性 贴片电容的判断：把数字万用表打打到二极管档，两表笔直接量电容两端，好的电容万用表读数为无穷大;若万用表读数为零，则表示电容击穿短路，贴片电容漏电时无法用万用表测量，只能用替换法判断好坏。 电解电容判断：电解电容从外观上表现为法鼓、漏液、变形等打数字万用表打到二极管档，用两表笔任意触碰电容两端然后调换表笔再测量一次，好的电容万用表万用表读数应从负值迅速跳变到无穷大位置，若万用表读数跳变到某一数值后停止不动或跳变比较缓慢则表明电容漏电;若万用表读数为零则表示电容短路。 二极管作用：检波、整流、稳压、箔位、限幅和作开关用等二极管有单向导电性 二极管的好坏判断：把数字万用表打到二极管档，用表笔测量二极管任意两端，其中一组读数为600欧左右，而另一组为无穷大说明此管为好管反之为坏管
本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量而且还逐步地扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。根据δ εεS r o =C 可以把电容传感器分为极距变化型电容传感器、面积变化型电容传感器、介质变化型电容传感器。根据实际不同的需求，可以利用不同的电路来实现所需要的功能。 电容式传感器的特点：（1）小功率、高阻抗。电容传感器的电容量很小，一般为几十到几百微微法，因此具有高阻抗输出；（2）小的静电引力和良好的动态特性。电容传感器极板间的静电引力很小，工作时需要的作用能量极小和它有很小的可动质量，因而具有较高的固有频率和良好的动态响应特性；（3）本身发热影响小（4）可进行非接触测量。 布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它可以实现简单的厚度测量，根据电容电路的特性分析可以知道所测布料的厚度。 关键词：厚度测量装置，电容传感器，运算放大电路，仿真
第一章对布料厚度测量装置所做的调研 (3) 厚度测量装置在工业环境下的意义 (3) 厚度测量装置的研究现状 (3) 简述设计的整体思路 (4) 第二章电容测厚装置的介绍 (6) 详细介绍电容测厚装置 (6) 设计匹配电路 (8) 第三章仿真设计及分析 (9) 仿真电路的建立 (9) 仿真结果的分析 (13) 第四章对课程设计进行试验 (15) 实验过程 (15) 分析仿真与试验结果的差异 (15) 第五章设计体会 (16)
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。
利用电桥法测量电容 The latest revision on November 22, 2020
利用电桥法测量电容 与在水箱里储水的方式完全一样,电荷也可以被储存在一个被称为电容的装置里。在实际应用中,会出于不同的原因而利用电容器产生短而强的电流脉冲。尽管实际中应用的电容器有各种存在形式,但有一点是相同的,即它们都是由2块导电板或被绝缘体隔开的2块板子构成的。如果这2块板子之间有电势差,那么它们会带上等量异号的电荷,携带的电荷量与电压成正比。这是电容器的典型特征,这个恒定不变的比值即是电容器的电容。本实验的目的是探究电桥法测量电容并验证串、并联电容器的电容计算公式。 1 实验原理 电容器主要是由2块金属板构成的,它们用被称为电介质的一种绝缘材料隔开。这样的结构安排之所以能够储存电荷,是因为如果将电压源与2块板子相连,那么正电荷就会从一块板子流向另一块,同时使那块板子带上负电荷,此过程直到电介质内的磁场足够强以致阻止电流的进一步流动时为止。这时,一定量的电荷(一端为正,另一端为负)被分别储存在2块板子上,电势差等于它们之间的电源电压。电荷与电势差的比值是一个常数,称为电容器的电容,因此,C=Q/V。公式中,C表示电容,单位是法拉;Q表示电荷,单位是库伦;V表示电势差,单位是伏特。值得注意的是:电容的单位实际上是库伦的平方/牛顿米,但它还是被称
为法拉,一方面是为了纪念迈克尔法拉第,另一方面是为了简洁方便。因为法拉这个单位太大,在现实中应用得很少,所以常常会用到微法拉(1法拉的百万分之一),也会经常用到皮法拉(亦称微微法拉,10-12F)。 当把电容器连接到交流电路中时,交替地充电和放电使电容器看起来像是通上交流电。交流电压和通过的电流之间的线性关系很像欧姆定律中电阻的特性。电压和电流之间的比值Xc被称作电容器的容抗。所以,可以用类似测电阻的方法来测容抗。然而,容抗是与电容有关的,即:Xc=1/(2×π×f×C)。公式中,Xc表示电容的容抗值,单位是欧姆;C是电容值,单位是前面提到的法拉;f是交流电的频率,单位是转/秒(或赫兹)。所以容抗不同于阻抗,它取决于频率,当频率接近于0时,容抗趋向无穷大。这表明一个事实,即在直流电路中(f=0),电容器实际上是开路的。但是对于特定频率的交流电,电容器在许多方面就像电阻器。因此可以采用类似于惠斯登电桥电路(见图1a)的方法进行电容的测量。所不同的只是用电容器替代桥臂一侧的电阻器,用交流电源(本实验采用信号发生器)替代电池,用一个合适的交流电检测器(该实验使用耳机)替代检流计(图1b)。与惠斯登桥式电路比较,若用C1和C2替代R1和R2,那么用容抗 Xc1=1/(2×π×f×C1),Xc2=1/(2×π×f×C2)分别替代惠斯登桥式电路中对应的电阻,其等式变为 (2×π×f×C2)/(2×π×f×C1)=C2/C1=R3/R4。
基于单片机的电阻电容在线测试的实现 [摘要] 电阻电容在线测试实现了电阻电容测量的自动化，拓宽了测试的量程范围，提高了测量的精度。 文中给出了电阻电容在线测试的硬件和软件设计。 [关键词]单片机电阻电容在线测试 我们在调试、检测和维修电路板时，往往需要测量印刷电路板上的电阻或电容数值。传统的做法是将被测试的元件从印刷电路板上焊开后再测量，以避免受板上其他元器件的影响。这种测量方法不仅麻烦，而且测试速度低，甚至可能损坏印刷电路板和元器件。这里介绍一种利用单片机控制的电阻电容在线测试技术，该技术无需从电路板上焊开元器件便可直接测量各元件的参数，既保持了印刷电路板的完好无损，又大大提高了测试的速度和精度。 1. 电阻电容在线测试系统的硬件设计 由单片机控制的电阻电容在线测试系统的原理框图如图1所示。这里运用8051单片机、2732EPROM、74LS373锁存器和8155扩展器组成控制系统，实现了电阻电容在线测试的自动化。通过自动转换量程，拓宽了测试的量程范围；通过软件抗干扰措施，进一步提高了测试的精度。整个测试系统是由电阻在线测试和电容在线测试两部分组成。 图1 电阻电容在线测试原理图 1.1电阻的在线测试 电阻在线测试的过程是：将被测电阻Rx通过Rx/Vo转换电路，将Rx转换为直流输出电压Vo，经过量程选择按键K，送入A/D转换器，将模拟电压转换为数字量，送到单片机系统。单片机根据输入的数据，选择最佳的量程，并控制量程转换开关，选择合适的基准电阻，实现量程的自动转换。在单片机控制下，进行多次采样测试，并对各次测得的Vo求平均值，然后计算电阻Rx，最后通过显示器显示被测电阻的值。电阻在线测试的原理图如图2所示。图中Rx为电路板上的待测电阻，R1和R2为两边的等效电阻，VREF 为基准电压，Rr为基准电阻。可确定 Vo=-VREFRx/Rr (1) 由上式得出在基准电压VREF和基准电阻Rr一定的前提下，Vo只取决于Rx，而与R1和R2无关，即对Rx实现了电隔离。这就实现了将印刷电路板上的电阻Rx直接转换为相应的输出电压Vo。为了扩大测
电解电容检测方法 一、电解电容的检测 １．脱离线路时检测 采用万用表Ｒ×１ｋ挡，在检测前，先将电解电容的两根引脚相碰，以便放掉电容内残余的电荷。当表笔刚接通时，表针向右偏转一个角度，然后表针缓慢地向左回转，最后表针停下。表针停下来指示的阻值为该电容的漏电电阻，此阻值愈大愈好，最好应接近无穷大处。如果漏电电阻只有几十千欧，说明这一电解电容漏电严重。表针向右摆动的角度越大（表针还应该向左回摆），说明这一电解电容的电容量也越大，反之说明容量越小 ２．线路上直接检测 主要是检测它是否已开路或已击穿这两种明显故障，而对漏电故障由于受外电路的影响一般是测不准的。用万用表Ｒ×１挡，电路断开后，先放掉残存在电容器内的电荷。测量时若表针向右偏转，说明电解电容内部断路。如果表针向右偏转后所指示的阻值很小（接近短路），说明电容器严重漏电或已击穿。如果表针向右偏后无回转，但所指示的阻值不很小，说明电容开路的可能很大，应脱开电路后进一步检测。 ３．线路上通电状态时检测 若怀疑电解电容只在通电状态下才存在击穿故障，可以给电路通电，然后用万用表直流挡测量该电容器两端的直流电压，如果电压很低或为０Ｖ，则是该电容器已击穿。 对于电解电容的正、负极标志不清楚的，必须先判别出它的正、负极。对换万用表笔测两次，以漏电大（电阻值小）的一次为准，黑表笔所接一脚为负极，另一脚为正极。 二、电解电容的 １．要尽可能地选用原型号电解电容器。 ２．一般电解电容的电容偏差大些，不会严重影响电路的正常工作，所以可以取电容量略大一些或略小一些电容器代替。但在分频电路、Ｓ校正电路、振荡回路及延时回路中不行，电容量应和计算要求的尽量一致。在一些滤波网络中，电解电容的容量也要求非常准确，其误差应小于±０．３％～０．５％。 ３．耐压要求必须满足，选用的耐压值应等于或大于原来的值。 ４．无极性电容一般应用无极性电容来代替，实在无办法到时可用两只容量大