如何用万用表测电容:两种失效,两项测试
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如何用万用表测电容:两种失效,两项测试

如何用万用表测电容:两种失效,两项测试

坏掉的电容不会自己吱声。它可能短路,也就是极板已经搭在一起,这时电阻检查读出的是一个死短。也可能干涸、失去容量,却仍然表现为健康的开路,正是这种失效把电机、压缩机和水泵从产线上打下来,也最常被误判成绕组坏、接触器坏或电源有问题。电阻检查能抓住第一种。只有电容读数能抓住第二种,而 DT6222 把这一量程和电压、电阻、频率放在同一只拨盘上,覆盖 4 nF 到 4 mF,规格为 ±3.5%。

本文写给握着表笔的人,不是翻样本的人,文中每个数字都来自我们的出厂规格表。Wenzhou Zhengyuan Electronic Co., Ltd. 在温州工厂生产下文提到的两款表。

测量前先给电容放电

第一步不是测量。一分钟前还在带电回路里的电容,可能仍存着电;电机和压缩机回路里大一些的电解电容,在电源隔离后还能把电留住好几分钟。表笔靠近端子之前,先把设备隔离,再用一只电阻把电容两端接起来放电,接住直到跨在这两个端子上的电压表读数落到零。专用的放电工具做的是同一件事。如果这台设备不是受过培训、获准动的那台,正确的做法就是不要测。

端子读数到零伏之后,电容就可以安全上手,下面两项测试先后顺序随意。需要的话,万用表基础操作 那篇讲了表本身怎么用,但这里要紧的顺序是每次先放电、后测量。

短路与开路:电阻检查能查出什么

把表打到最高电阻挡,在元件与电路隔离的情况下把表笔跨在电容两端。状态良好的电容不会停在一个数上。表自身的测试电流会给电容充电,所以显示会稳定上升,朝着开路读数走,最后停在接近无穷大处,或者在自动量程表上读到 OL。这个上升的动作就是元件健康的特征,值得盯着看,而不是只读一个数值。

短路的电容会停在零欧附近不动。这是确定失效,元件要从电路里拆下来。立刻读到无穷大、一点上升动作都没有的电容是开路,内部连接已经断开,元件同样报废。电阻检查说不出来的是:通过了这项检查的电容,是不是还有它本该有的容量,这个缺口由下一节补上。

CHINYOO DT6222 数字万用表,旋钮上的电容档与表笔

电容挡实际测的是什么

打到电容挡,表会给元件加自己的 AC 信号,把结果以法拉直接报出来。DT6222 上这一量程从 4 nF 到 4 mF,覆盖信号电容、缓冲电路里用的小薄膜电容,以及单相电机上的运行电容和启动电容。XT802 走得更远,从 4 nF 到 40 mF,6000 计数显示屏在每个十倍程里能分辨更小的步进。

两个实际问题决定你读到的数能不能用。第一,电容必须在电路之外。还与其他元件并联的电容会被连同它们一起测,读数没有意义。第二,低量程上测电容很慢,表得先给元件充电才能取值,所以读数要一两秒才稳定下来是正常的,不是仪器的毛病。

读这个数:拿容差判断电容

读数本身只有对着一个参照才有用。运行电容上标着它的标称值和容差,常见是 ±5% 或 ±10%,问题在于测得的值是不是落在那个带里。一只标 ±5% 的 30 µF 运行电容,读数应在 28.5 到 31.5 µF 之间。容量掉了三分之一的电容仍然会通,在电阻测试上仍然读成开路,也仍然是电机带载起不来的原因。

这里就是表电容挡的精度不再是一句脚注的地方。DT6222 电容规格是 ±3.5%,紧到足以直接做出上面的判断:对一只 30 µF 的元件,约 ±1 µF 的表级容差稳稳落在 ±5% 的验收带里面,所以表不是限制因素。XT802 在宽得多的量程上规格是 ±10.8%,这是覆盖到 40 mF 四个十倍程换来的实打实取舍:用来确认一只电容在不在对的数量级上、找出已经掉光大部分容量的那一只,可以;用来给一只元件做 ±5% 带上的认证,它不是那件仪器。把元件和表两边的厂家容差都读一遍,而不是假定表是完美的,这就是诊断和瞎猜之间的区别。

现场里的运行电容、启动电容和电机电容

三种电容占了大部分活。运行电容在电机运转时留在电路里,给辅助绕组移相;它们是慢慢失效的那些,让电机跑得发烫、电流拉得比该拉的大,最后跳闸。启动电容只在头一刹那接入电路,突然失效,表现成一台嗡嗡响却转不起来的电机。第三类是接触器和驱动器上的抑制电容与缓冲电容,它们短路失效,还顺手带走一只保险丝。

每种失效都先表现为别的问题,这就是电容挡配得上一台服务用表的原因。暖通空调指南 讲了电机和压缩机作业依赖的那套测量,包括通常伴随电容诊断的温度检查,拨盘符号指南 则是陌生仪器上找电容挡位的参照。

为什么各表之间的电容精度差这么多

上面 3.5% 和 10.8% 这两个数字不是随便来的。一只表用单个内部基准覆盖一个电容十倍程,所以把量程顶端从 4 mF 抬到 40 mF(XT802 就是这么做的),买到的是覆盖范围,代价是整段带上的分辨率和容差。在四个十倍程上给单一电容精度的厂家,要么报的是理想值,要么实测用的带比量程暗示的窄。为电容活买表之前,值得读规格表而不是看大标题数字:有用的问题不是量程有多宽,而是在你实际要测的那些值上精度有多紧;对单相电机作业来说,是 1 µF 到 100 µF 这一段,而不是量程的最低端或最高端。

这也是台式 LCR 表和手持万用表不构成竞争的原因。LCR 表在台面上把一只元件测准;手持表在机房里测同一只元件,你让掉的那点容差,就是它在你手里这件事的代价。

在你自己车间里测这两款表

为电容活定下一个量程之前,各订一支样品,拿一组已知元件量一遍:一只 10 µF、一只 30 µF、一只 100 µF 的运行电容,再加一只纳法级的薄膜电容,两款表都测,也跟你今天在卖的对照着测。±3.5% 和 ±10.8% 的差别在 10 µF 和 30 µF 的元件上立刻显出来,而这个对比正是你的行业客户最后会自己做的。然后把你量到的值、客户平时真带上门的电容活,以及你计划的数量发给我们。温州工程师 24 小时内回复,确认 DT6222 还是 XT802 适合你要搭的那条线,拿到你的数字后就报单支价。

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