超级电容测试方案
10.备用电源系统测试
10.1测试工具及仪器
（1）数字万用表FLUKE 289 1台；
（2）数字示波器Tektronix DPO3034 1台（含电流卡钳A622，高压隔离探头P5210）；（3）数字兆欧表HIOKI 345 1台，VC60D 1台；
（4）功率分析仪YOKOGAWA WT1600 1台；
（5）耐压测试仪 TOS5101 1台；
（6）输出可调超级电容充电机 BN-CDJ350V 1台；
（7） 24V直流电源一台；
（8）变桨距系统控制柜轴一柜；
（9）变桨试验台SY_BJ_T_V3.1 1台；
（10）调压器9KV A 1台；
（11）PRODIGIT 3257电子负载；
（12）滑动变阻器 BX8-27-2.5A 2台；
10.2.超级电容单体性能测试
10.2.1单体容量测试
★测试方法：
采用恒流放电法测90V超级电容模块的总容量，由于90V超级电容模块含36个超级电容单体，将总容量乘以36即可得到超级电容单体的容量。
测试电路如图10.1所示。
图10.1. 容量测试电路图
放电电流I1及放电电压下降的电压U1和U2见下表。分级方法应根据分立标准。
★测试步骤：
（1）如图10.1进行接线，设定充电机充电电压为150V，闭合F1；
（2）断开F3，闭合F2，对超级电容模块C充电。C达到额定电压后，保持充电机输出30min，以I2=1A电流充电，每15s记录一次150V超级电容模块端电压；以I2’=2A电流充电，每30s记录一次150V超级电容模块端电压；
（3）将示波器电压探头接C的正负极端，将电子负载设置为恒流模式，电流值设置为I1=4A放电。断开F2并闭合F3对超级电容进行放电，每30s记录一次150V超级电容模块端电压。
（4）记录C的正负极之间电压U随时间的变化曲线（如图10.2示意）；
U
U U
R ）
图10.2. 超级电容模块电压变化
（5）根据公式C1=I1×(t2-t1)/(U1-U2)得到90V 超级电容模块在以I1=4A 放电时的总容量，其中U1=80%UR,U2=40%UR,UR 为超级电容的额定电压；
（6）根据公式C2=I2×(t2’-t1’)/(U1-U2)得到90V 超级电容模块在以I2=1A 充电时的总容量，其中U1=80%UR,U2=40%UR,UR 为超级电容的额定电压；
（7） C2’=I2’×(t2’-t1’)(U1-U2)得到90V 超级电容模块在以I2’=2A 时充电过程中的总容量；
（8）求两次以不同电流放电的计算容量的平均值得到实际的总容量计算公式分别为： C=(C1+C2)/2，C’=(C1+C2’)/2，实际的总容量C3=（C+C’）/2，单体容量C0=C3*36。
★合格判据：
单体超级电容容量大于设计指标参数350F+20%/-0%，合格；否则，不合格。
10.2.2直流最大内阻测试
★简述
等效串联内阻是超级电容的主要电气参数之一，当一个电容器被模拟为包括电感、电容、电阻的等效模拟电路时，其中与电容串联的电阻部分即为等效电阻。超级电容的ESR 主要由电极物质内阻、电解液内阻、接触电阻等组成，代表电容器内部发热所消耗的功率，对电容器的充放电过程影响比较大。
超级电容的等效模型如下图10.3所示。其中EPR 为等效并联内阻，代表超级电容的漏电流，影响电容的长期储能性能，EPR 通常很大，可能达到几十千欧，所以漏电流很小。L 代表电容器的感性成分，它是与工作频率有关的分量。
图10.3.超级电容的等效模型
★测试方法
超级电容可以等效为理想电容和等效内阻的串联。放电电流为0时，内阻上电压降为0，超级电容模块的实测端电压等于理想电容的电压：U 测=U 理。放
电电流为I 时，超级电容模块的实测端电压等于理想电容的电压与内阻电压降之和：U 测’=U 理’-IR 。两式相减，可得：IR+ (U 理- U 理’)= U 测-U 测’。由于理想电容
的电压不会发生突变，U 理’= U 理，因此，通过开始放电时实测电压的突变可得：
R=( U 测-U 测’)/I 。
S ）U
U 图10.4 超级电容端电压特性
★测试步骤： （1）如图10.1进行接线，对超级电容模块C 充电。模块充电至约U0=40V 并保持30min ；
（2）将示波器电压探头接C 的正负极端，将电子负载设置为恒流模式，电流值设置为12A 。断开F2并闭合F3。记录C 的正负极之间电压U 随时间的变化曲线（如图10.4示意）；
（3）根据公式R=△U3/I1得到90V 超级电容模块的总内阻。根据公式R0=R/36得出超级电容单体的内阻，如图10.4所示。
★合格判据：
直流最大内阻小于设计指标参数3.2m ?，合格；否则，不合格。
10.2.3能量密度测试
★测试方法及步骤
（1）由充放电过程中电压随时间变化曲线，得到u=u(t)，根据公式1()36
o t t I E u t dt =∫，分别计算出充电放电过程中超级电容单体吸收和释放的平均能量E1、E2（参见图10.2）。计算单体平均储能E=(E1+E2)/2； （2）根据公式m E 3600/=α得到超级电容单体的能量密度，其中，m 为单体质量，α单位为Wh/kg 。
★合格判据：
能量密度不小于设计指标参数Emax=5.11Wh/kg ，合格；否则，不合格。 10.3 90V 超级电容模块性能测试
10.3.1充电测试
★测试方法及步骤
（1）图10.1中，设定充电机充电电压为90V ，充电电流设置为I2=1A 。将示波器电压探头接模块正负极，将超级电容模块母线串入万用表电流探头；
（2）闭合F2，断开F3，以电流I2=1A 对90V 超级电容模块充电，利用示波器记录充电过程中超级电容模块端电压。
★合格判据
超级电容模块电压可以达到90V ，充电过程中，电压变化的线性度良好（如图10.4所示），合格；否则，不合格。
10.3.2放电测试
★测试方法及步骤
（1）将电子负载设置为恒流模式，电流值设置为I3；
（2）按3.1步骤（1）进行充电，充电完成后保持30min；
（3）断开F2，闭合F3，超级电容模块以电流I3=4A及I3=12A放电，利用示波器记录放电过程中超级电容模块端电压。
★合格判据
放电过程中，电压变化的线性度良好（如图10.4所示），合格；否则，不合格。
10.3.3模块内超级电容单体间均压性能测试
★测试方法及步骤
打开超级电容模块的盖子，对超级电容模块充电至90V并保持30min，用万用表测量并记录超级电容模块上层18只超级电容单体各端电压。由于新的超级电容模块采用新的封装，电容布局图如下图所示。
图 90V电容模块内部电容布局图
★合格判据
我司超级电容采用被动式均衡电路的模块不同单体电压误差小于1%，合格；否则，不合格。
10.3.4 超级电容模块自放电速率测试
★简述
超级电容的自放电主要是由于存在漏电流，漏电流用来衡量产品的绝缘特性，超级电容器作为储能装置，理想电容在充满电后自然放置，即在无漏电流的情况下，应永远保持满电状态，但实际电容器在制作过程中都会产生一定的漏电流。漏电流的大小决定自放电特性的好坏。
超级电容器多为储能用。充有电荷后静置状态下的电压保持能力取决于漏电流，经过相对长的静置时间后，漏电流大的超级电容器保持的电压明显低于漏电流小的。因此放电时，漏电流大的首先达到放电终了，而漏电流小的仍保持较多的电荷，充电时漏电流小的首先达到充电终了。
★测试方法及步骤
（1）对超级电容模块充电至90V，保持30min并静置。
（2）测量并记录静置了10分钟、20分钟、30分钟、1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时时超级电容模块的端电压。
★合格判据
采用被动式均衡电路的模块静置5小时后电压高于35V，合格；否则，不合格。
10.3.5循环充放电测试
★测试方法及步骤
对超级电容模块充电至90V并保持30min。在之后的2小时里，对超级电容模块进行随机的循环充放电，之后，模块被放电至大约额定电压的一半并保持2小时。在测试过程中，测量充放电过程中超级电容模块中各单体及超级电容模块的端电压并判断有无异常情况出现。
★合格判据
能正常充电、放电，无异常情况出现，合格；否则，不合格。
10.3.6超温保护测试
★测试方法及步骤（可以在高温存储时进行测试）
（1）超级电容模块外观检查及电气和机械性能的检测；
（2）将超级电容模块放入试验箱中心位置，此时试验箱温度为室温(温度在15～35℃，相对湿度在25%-75%，气压在86-106KPa，温度以20℃，湿度以50%为宜，试验箱体积要求大于5倍超级电容模块体积，超级电容模块与试验箱壁间的距离大于15cm）；
（3）将试验箱温度调至65℃（温差+/-2℃），留足够时间使超级电容模块温度达到稳定（温度变化率在5min内平均不超过1℃/min）；
（4）测试超温的信号端口是否有信号输出；
（5）试验样品在标准大气压下恢复，恢复时间要足以使其达到温度稳定；
（6）超级电容模块外观检查及电气和机械性能的检测。
★合格判据
待超级电容模块温度达到稳定，测试超温信号端口有24V信号输出，在超级电容模块回复至低于45℃时，温度检测开关KSD-01F60触点断开，测量超温信号端口无24V信号输出为合格；否则，不合格。
10.4.充电机输入性能测试
10.4.1充电机输入电压变化范围测试
★测试方法及步骤
调整超级电容充电机输入电压，考察充电机输入电压为220Vac±20％（即176Vac-264Vac），负载电流选择为 1A时充电机能否正常工作，在阻性负载下输出能否维持在440V水平，在容性负载下能正常充电且充电完成后超级电容两端电压保持稳定。接线图如下图10.5：
充电机
图10.5 充电机输入特性接线图
（1）将市电输入交流220V接入调压器输入端，将调压器输出端接入充电机的输入端；
（2）将充电机的输出端接到空开F1的输入端；
（3）空开F1的输出端接至滑动变阻器的两端；
（4）将滑动变阻器调整到440欧，设定负载为恒流模式，恒流值为1A；
（5）将示波器电压探头接入充电机的输出端；
（6）用万用表的电压探头来检测充电机的输入端电压；
（7）给充电机上电，闭合空开F1，调整调压器的输出电压范围为176V-264V,观察输出电压是否维持在440V；
（8）将空开F1输出端接上超级电容模块，重复以上（5）-（7）测试步骤，观察充电机的是否能正常充电且充电完成后超级电容两端电压能保持稳定；
★合格判据
超级电容充电机在220V±20%AC范围变化时在阻性负载下能稳定输出440V，在容性负载下能正常充电且充电完成后超级电容两端电压保持稳定合格；否则，不合格。
10.4.2充电机输入过压保护测试
★测试方法及步骤
调整超级电容充电机输入电压，考察充电机输入电压为高于220Vac+20％(即264Vac)时，充电机的输出电流调整为 1A充电机是否保护关机，在输入电压低于260Vac时，充电机自动恢复输出，接线图如图10.6所示。
充电机
图10.6 充电机输入特性接线图
（1）将市电输入交流220V接入调压器输入端，将调压器输出端接入充电机的输入端；
（2）将充电机的输出端接到空开F1的输入端；
（3）空开F1的输出端接至滑动变阻器的两端；
（4）将滑动变阻器调整到440欧，设定负载为恒流模式，恒流值为1A；
（5）将示波器电压探头接入充电机的输入端；
（6）用万用表的电压探头来检测充电机的输出端电压；
（7）给充电机上电，闭合空开F1，调整调压器的输出电压高于264Vac,且低于330Vac观察充电机是否保护关机；
（8）调整调压器的输入电压低于264V，观察充电机是否自动恢复输出。
（9）将空开F1输出端接上超级电容模块，重复以上（5）-（8）测试步骤，观察充电机是否自动恢复输出。
★合格判据
充电机的输入电压在高于264Vac且低于330Vac时，保护关机，输入电压低于260Vac时，自动恢复输出，保护时状态指示灯熄灭，告警触点闭合为合格，否则，不合格。
10.4.3充电机输入欠压保护测试
★测试方法及步骤
调整超级电容充电机输入电压，考察充电机输入电压低于220Vac-20％（即176Vac）时，充电机输出电流设定为1A充电机是否保护关机，在输入电压高于180Vac时，充电机自动恢复输出，接线图如图10.6所示。
（1）将市电输入交流220V接入调压器输入端，将调压器输出端接入充电机的输入端；
（2）将充电机的输出端接到空开F1的输入端；
（3）空开F1的输出端接至滑动变阻器的两端；
（4）将滑动变阻器调整到440欧，设定负载为恒流模式，恒流值为1A；
（5）将示波器电压探头接入充电机的输入端；
（6）用万用表的电压探头来检测充电机的输出端电压；
（7）给充电机上电，闭合空开F1，调整调压器的输出电压范围为176Vac,观察充电机是否保护关机；
（8）调整调压器的输入电压高于180V，观察充电机是否自动恢复输出。
（9）将空开F1输出端接上超级电容模块，重复以上（5）-（8）测试步骤，观察充电机是否自动恢复输出。
★合格判据
充电机的输入电压在低于176Vac时，保护关机，输入电压高于180Vac时，自动恢复输出，保护时状态指示灯熄灭，告警触点闭合为合格，否则，不合格。
10.4.4充电机启动电流测试
★测试方法及步骤
在充电机用市电220Vac输入时测试在充电机的启动瞬间的输入电流是否为正常输电电流，接线图如图10.7所示。
充电机
图10.7 充电机启动电流测试接线图
（1）将市电输入交流220V的L端接到充电机的输入L端，交流220V的N 端接到充电机的输入N端。
（2）将充电机的输出端接到空开F1的输入端；
（3）空开F1的输出端接至滑动变阻器的两端；
（4）将示波器的电流卡钳探头220V与充电机的输入端的L的线上；
（5）将滑动变阻器调整到440欧，设定负载为恒流模式，恒流值为1A；
（6）用万用表的电压探头来检测充电机的输出端电压；
（7）给充电机上电，闭合空开F1；
（8）监测示波器的显示的电流变化情况。
（9）将空开F1输出端接上超级电容模块，重复以上（6）-（8）测试步骤，监测示波器的显示的电流变化情况。
★合格判据
启动电流不超过5A为合格；否则，不合格。
10.5.充电机输出性能测试
10.5.1充电机输出电压变化范围测试
★测试方法及步骤
充电机的输入端接入市电220Vac，考察充电机输出端电压范围为410V-515VDC连续可调性。
（1）将市电输入交流220V接入充电机输入端；
（2）将示波器电压探头接入充电机的输出端；
（3）给充电机上电，调整充电机输出电压调整电位器，观察直流电压的变化范围；
★合格判据
在调整充电机的输出电压电位器时示波器显示直流电压输出电压在410V-515V连续可调，中间没有突变，合格；否则，不合格。
10.5.2充电机输出电流变化范围测试
★测试方法及步骤
充电机的输入端接入市电220Vac，考察充电机输出端电流范围为0.9-1.5A连续可调性，如图10.8所示。
示波器
充电机
图10.8 充电机输出电流变化测试接线图
（1）将市电输入交流220V接入充电机输入端；
（2）将充电机的输出端接到空开的F1的输入端，空开F1的输出端接至滑动变阻器的两端；
（3）将示波器的电流卡钳探头接入充电机的输出的正端与空开的输入端的线上；
（4）将滑动变阻器负载的电阻值调整到489欧；
（5）给充电机上电，闭合空开F1，调整输出电流的值，同时调整滑动变阻器的阻值变小使输出电流值逐渐变大至1.5A，监测充电机是否正常工作；
（6）用万用表监测充电机的输出端电压；
（7）连续调整充电机的限流电位器、滑动变阻器，监测充电机的输出端电压是否正常；
（8）将空开F1输出端接上超级电容模块，连续调整充电机的限流电位器，监测充电机的输出端电压是否正常。
★合格判据
在调整充电机的输出电流电位器时输出电流连续可调，合格；否则，不合格。
10.5.3充电机典型效率测试
★测试方法及步骤
考察充电机的效率是否满足指标要求。接线图如图10.8所示。
（1）将市电输入交流220V接入充电机输入端；
（2）将功率分析仪YOKOGAWA WT1600接入输入端；
（3）将充电机的输出端接到空开F1的输入端；
（4）空开F1的输出端接至滑动变阻器的两端；
（5）将滑动变阻器电阻值调到489欧，接至充电机的输出端；
（6）将示波器的电流卡钳接入充电机的输出端的正端与空开F1的输入端的电源线上；
（7）用万用表测量充电机的输出电压；
（8）给充电机上电，闭合空开F1，调整充电机的输出电流为0.9A，记录功率分析仪的输入功率，记录示波器的数值，记录万用表的电压数值。
（9）通过公式η=Pout/Pin×100%=[U1×I1/(U2×I2)]×100%计算效率。
★合格判据
充电机的典型效率大于87%为合格；否则，不合格。
10.5.4输出电压调整率测试
★测试方法及步骤
调整超级电容充电机输入电压，考察充电机输入电压为176V和264V接入负载电阻440欧时充电机输出能否维持在440V水平，接线图如图10.9所示。
充电机
图10.9 输出电压调整率接线图
（1）将市电输入交流220V接入调压器输入端，将调压器输出端接入充电机的输入端；
（2）将充电机的输出端接到空开F1的输入端；
（2）调整滑动变阻器使电阻值为440欧；
（3）将示波器电压探头接入充电机的输出端；
（4）用万用表的电压探头来检测充电机的输入端电压；
（4）给充电机上电，调整调压器的输出电压范围为176V-264V ,记录充电机的输出电压Vminout 和Vmaxout 的值；
（5）通过公式%100)min max ()min max (2
11×+×?=out V out V out V out V α计算电压调整率； （6）将空开F1输出端接上超级电容模块，重复以上（3）-（5）测试步骤，记录输出电压的Vminout 和Vmaxout 的值，计算电压调整率。
★合格判据
超级电容充电机电压调整率为±0.02%（容性负载），±0.5%（阻性负载），合格；否则，不合格。
10.5.5负载调整率测试
★测试方法及步骤
将超级电容充电机输入电压设定为220Vac ，考察充电机在额定负载和空载时的输出电压变化情况，接线图如图10.10所示.
充电机
图10.10 充电机负载调整率测试接线图 （1）将市电输入交流220V 接入充电机的输入端；
（2）将充电机的输出端接到空开F1的输入端；
（4）调整滑动变阻器使电阻值为440欧；
（5）将示波器电压探头接入充电机的输出端；
（6）给充电机上电记录示波器显示的输出电压Vload ；
（7）断开充电机的负载即断开空开F1，记录示波器显示的输出电压V outmax ；
（8）通过公式%100)max ()max (22
1×+×?=Vload Vout Vload Vout α计算负载调整率。 （9）将空开F1输出端接上超级电容模块，重复以上（5）-（8）测试步骤，记录输出电压的Vload 和V outmax 的值，计算负载调整率。
★合格判据
超级电容充电机负载调整率为±0.01%（容性负载），±0.5%（阻性负载），合格；否则，不合格。
10.5.6输出短路保护测试
★测试方法及步骤
短路保护测试接线图如下图10.11所示。
充电机F 1
图10.11 短路保护测试电路接线图
（1）将充电机的输出端的接触器的控制回路的按键开关F2闭合，空开F1断开；
（2）将220Vac 电源接入充电机的输入端；
（3）观察充电机是否出于保护状态；
（4）断开接触器控制开关F2；
（5）测试充电机输出是否正常；
（6）将充电机的输出端的空开F1闭合；
（7）将220Vac电源接入充电机的输入端；
（8）检测充电机输出正常后闭合接触器控制开关F2；
（9）观察充电机是否出于保护状态；
（10）确定充电机处于保护状态后断开接触器控制开关F2；
（11）测试充电机是否正常输出。
★合格判据
充电机短路时故障信号继电器告警点闭合，故障解除后告警节点断开为合格；否则，不合格。
10.5.7遥控关机测试
★测试方法及步骤
（1）将220Vac电源接入充电机的输入端；
（2）将充电机的输出端接入440欧电阻负载；
（3）给充电机重新的上电，测试充电机输出是否正常；
（4）在充电机的遥控端子的正负端施加24VDC电压，测试充电机的输出是否关断，在输出关断后将24VDC电源断开，测试充电机输出是否正常。
★合格判据
充电机遥控端有24VDC电源接入时充电机停止输出，在遥控端的24VDC 断开后充电机恢复正常输出，为合格；否则，不合格。
10.6.超级电容系统老化试验
10.6.1超级电容系统长期老化循环充放电试验
★测试方法及步骤
考察超级电容系统长期老化循环充放电特性。接线图如下图10.12：
电子负载箱
A K 2
K 1
图10.12 超级电容系统长期老化循环充放电试验接线图
（1）将市电输入交流220V 接入充电机的输入端；
（2）将充电机的输出端接到接触器K1的输入端；
（3）接触器K1的输出端接至超级电容模块组的两端；
（4）将超级电容模块组的两端再接到接触器K2的输入端；
（5）接触器K2的输出端接到500V-20A 电阻负载；
（6）将电子负载设定为横流模式，电流值为18A ；
（7）将接触器K1 K2的线圈端接到24V 电源的控制端；
（8）给充电机上电，闭合K1，充电完成后保持30分钟，断开K1，闭合K2给电容放电，放电完毕断开K2，闭合K1重复以上步骤；
★合格判据
超级电容组系统重复充放电1000次充电机及超级电容组工作正常，合格；否则，不合格。
10.7.变桨距控制系统中运行试验
10.7.1充电时间测试
★测试方法及步骤
（1）将5组90V超级电容模块安装在实验室变桨距样机中，组成450V单轴变桨距系统备用电源；
（2）运行变桨距样机，对超级电容充电时间进行测试，并监测变桨距样机在超级电容充电过程中有无异常情况出现。
★合格判据
超级电容充电时间小于15分钟，在充电过程中变桨距样机无异常情况出现，合格；否则，不合格。
10.7.2电压保持性能测试
★测试方法及步骤
（1）将5组90V超级电容模块安装在实验室变桨距样机中，组成450V单轴变桨距系统备用电源；
（2）运行变桨距样机，对备用电源充电，充电完成后电压保持性能进行测试，并监测变桨距样机处等待模式时备用电源的工作状态有无异常情况出现。★合格判据
超级电容模块可安装性好，可正常充电、放电及电压保持，合格；否则，不合格。
10.7.3充电方式测试
★测试方法及步骤
（1）将5组90V超级电容模块安装在实验室变桨距样机中，组成450V单轴变桨距系统备用电源；
（2）运行变桨距样机，对超级电容充电时间进行测试，并监测变桨距样机在超级电容充电过程中有无异常情况出现；
（3）将电流钳接入充电机输出端的正极与超级电容正极之间，测试充电电流值变化情况；
（4）用万用表的电压档测试超级电容的端电压变化情况。
★合格判据
在超级电容的电压低于440V时电流钳显示数值应该恒定不变为1A，万用表的电压显示值在逐渐的增加直至440V为止，之后超级电容的两端电压应该一
直保持在440V不变，合格；否则，不合格。
10.7.4 90V超级电容模块间均压性能测试
★测试方法及步骤
对单轴备用电源充电至440V并保持30min，测量并记录各超级电容模块的端电压。
★合格判据
电压误差小于5V，合格；否则，不合格。
10.8.安规试验
变桨距控制系统主要进行绝缘电阻，工频耐受电压试验。
10.8.1绝缘电阻
★测试仪器
绝缘测试仪（ Hikio3453），输出电压包括500V和1000V；
★方法及合格判定：
1. 确保150V超级电容模块放电完毕；
2. 确保绝缘电阻表‘测量’按钮为OFF状态，设置绝缘电阻表测试档位到
500V，两表笔分别搭在正极/外壳、负极/外壳之间；
3. 按下绝缘电阻表‘测量’按钮，等数值稳定后，记录指示面板的绝缘电
阻值，然后将‘测量’按钮打到OFF状态；测试记录： 测试标准要求
≥200MΩ。
4. 将充电机的输入端短接，输出端短接；
5. 确保绝缘电阻表‘测量’按钮为OFF状态，设置绝缘电阻表测试档位到
1000V，两表笔分别搭在输入/输出、输出/外壳之间；
6. 按下绝缘电阻表‘测量’按钮，等数值稳定后，记录指示面板的绝缘电
阻值，然后将‘测量’按钮打到OFF状态；测试记录： 测试标准要求
输入/输出>200MΩ/1000VDC;输出/外壳>100MΩ/1000VDC。
电子负载—超级电容测试方法
超级电容测试方法 超级电容：采用物理、化学或者混合方式实现超大容量双层电容器。主要用来“削峰填谷”，比如：主电源和备用电源切换时的续电（基站及服务器，网络机房，通讯等行业）；快速充放电短时储存环境（比如动车的启动与刹车时充放电时省电，并且减小对启动电源的要求，地铁车辆，电动车，太阳能发电等）；在快充快放环境是替代一些蓄电池和动力电池（电动工具行业，电动大巴等）。 超级电容特点：快充快放、循环寿命长、放电电流大、功率密度较高、安全、稳定及温度特性好、单节电压较低。 费思负载在测试超级电容时的特点， 精确度：负载就有0.05%的电压回读精确度，保证测试的精确度 集成功能：集成了超级电容的内阻和容量测试功能。测试方法简单。 完善的接口：RS232,USB,GPIB口并且配备相应软件，数据，图像报告，循环测试一键完成。 配件及软件：可监控电容组的每分电容的电压一致性和电压值，同时监控温度， 测试内容：内阻、容量、单节一致性、充放电曲线。 测试仪器：电源（电压高于电容组的最高开路电压，电流适当）、电容器、负载仪（功率及电压适当）、示波器（长存储最好）、万用表（选用，使用费思负载，可不使用本仪器）。 充电方式： 恒流转恒压充电。 接线方式，测试之前请确认电容的正负极。请确认连接电路。 超级电容充电测试
负载设置：远端采样打开，电池（电容）恒压功能打开， Shift+0打开电容测试功能。设定截止电压，电容计算电压的上下限。设定充电电流。按on/off键，开始测试，屏幕显示测试结果。一键完成测试。 本测量测试，充电时间，充电内阻，充电电量，电容容量。充电曲线，漏电流等测试。充电曲线，请链接上位机软件。 以上设置，请参看相关说明书。 放电方式： 接线方式：请确定电容正负极及确定连接方式。 超级电容放电测试 负载设置：远端采样打开，电池（电容）恒压功能打开， Shift+0打开电容测试功能。设定截止电压，电容计算电压的上下限。设定放电电流。按on/off键，开始测试，屏幕显示测试结果。一键完成测试。 本测量测试，放电时间，放电内阻，放电电量，电容容量。放电曲线。 放电曲线，请链接上位机软件。 以上设置，请参看相关说明书。 配件及配件功能和软件 配件及配件说明： 接线端子：配件每组具有6个端子，分别接负载、电容和电源。 通讯接口：具有RS232接口接电脑，连接软件。 电压采样：具有32路电压测量端子，测量各个分电容的电压曲线。 温度采样：具有8路温度测量端子，测量电容组在充放电循环时的发热及分布。
电解电容测试指导书
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IQC对电解电容器来料的检验。 3准备设备、工具： 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、高度以及引岀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检查其引岀端子，保证其端子端正、无氧化、无锈蚀、无影响其导电性能等状况，且引岀端子无扭曲、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%勺误差范围），其损耗角 正切值tan 9 （即D值）大小是否符合国家标准（电解电容器tan 9 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POWE!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）。 5.3按UP'与DOWN!选择测试量程（疗、nF、pF），按FREQ键选择测试频率（100HZ 120HZ 1KHZ，可根据厂商提供的技术参数来选择所需的测试频率，本试验选择100HZ'。
超级电容器的组装及性能测试实验指导书 (1)汇总
超级电容器的组装及性能测试指导书 实验名称：超级电容器的组装及性能测试 课程名称：电化学原理与方法 一、实验目的 1．掌握超级电容器的基本原理及特点； 2．掌握电极片的制备及电容器的组装； 3．掌握电容器的测试方法及充放电过程特点。 二、实验原理 1．电容器的分类 电容器是一种电荷存储器件，按其储存电荷的原理可分为三种：传统静电电容器，双电层电容器和法拉第准电容器。 传统静电电容器主要是通过电介质的极化来储存电荷，它的载流子为电子。 双电层电容器和法拉第准电容储存电荷主要是通过电解质离子在电极/溶液界面的聚集或发生氧化还原反应，它们具有比传统静电电容器大得多的比电容量，载流子为电子和离子，因此它们两者都被称为超级电容器，也称为电化学电容器。 2．双电层电容器 双电层理论由19世纪末Helmhotz等提出。Helmhotz模型认为金属表面上的净电荷将从溶液中吸收部分不规则的分配离子，使它们在电极/溶液界面的溶液一侧，离电极一定距离排成一排，形成一个电荷数量与电极表面剩余电荷数量相等而符号相反的界面层。于是，在电极上和溶液中就形成了两个电荷层，即双电层。 双电层电容器的基本构成如图1，它是由一对可极化电极和电解液组成。 双电层由一对理想极化电极组成，即在所施加的电位范围内并不产生法拉第反应，所有聚集的电荷均用来在电极的溶液界面建立双电层。 这里极化过程包括两种: （1）电荷传递极化（2）欧姆电阻极化。 当在两个电极上施加电场后，溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移，在电极表面形成双电层；撤消电场后，电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定，在正负极间产生相对稳定的电位差。当将两极与外电路连通时，电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流，溶液中的离子迁移到溶液中成电中性，这便是双电层电容的充放电原理。
最新智能电阻、电容和电感测试仪的设计
南昌工程学院 毕业设计(论文) 信息工程学院系（院）通信技术专业毕业设计（论文）题目智能电阻、电容和电感测试仪的设计 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期2010 年 6 月19 日
智能电阻、电容和电感测试仪的设计Smart resistors, capacitors and inductors Test Instrument 总计毕业设计（论文） 27 页 表格 1 个 插图 12 幅
摘要 本文先对设计功能及要求进行了阐述，然后提出要完成该功能的设计方案，最后会对电阻，电容，电感的测试进行设计。本设计是利用AT89C52芯片的单片机来实现测试的，其中电阻和电容是采用555多谐振荡电路产生的，而电感则是根据电容三点式产生的，从而实现各个参数的测量。这样，一方面测量精度较高，另一方面便于使仪表实现智能化。 关键词：AT89C52芯片555多谐振荡电路电容三点式 Abstract This paper first to design function and requirement are expounded, then puts forward to finish the design scheme of the function, and finally to resistance, capacitance and inductance. This design is used to realize the AT89C52 chip microcontroller test, resistor and capacitor is used at 555 resonance swings, which is produced by the inductance circuits are produced according to SanDianShi capacitance, thus realize each parameter measurement. So, on the one hand, the measurement precision, on the other hand to make intelligent instrument. Key words：AT89C52Chip;555 resonance swings circuit; SanDianShi capacitance
超级电容测试系统方案
超级电容测试系统方案 超级电容：采用物理、化学或者混合方式实现超大容量双层电容器。主要用来“削 峰填谷”，比如：主电源和备用电源切换时的续电（基站及服务器，网络机房，通讯等行业）；快速充放电短时储存环境（比如动车的启动与刹车时充放电时省电，并且减小对启动电源的 要求，地铁车辆，电动车，太阳能发电等）；在快充快放环境是替代一些蓄电池和动力电池（电动工具行业，电动大巴等）。 超级电容特点：快充快放、循环寿命长、放电电流大、功率密度较高、安全、稳定及温度特性好、单节电压较低。 电子负载在测试超级电容时的特点， 精确度：电子负载有0.05%的电压回读精确度，保证测试的精确度 集成功能：集成了超级电容的内阻和容量测试功能。 完善的接口：RS232,USB,GPIB 口并且配备相应软件，数据，图像报告，循环测试一键完成。 配件及软件：可监控电容组的每分电容的电压一致性和电压值，同时监控温度， 测试内容：内阻、容量、单节一致性、充放电曲线。 测试仪器：电源（电压高于电容组的最高开路电压，电流适当）、电容器、负载仪（功 率及电压适当）、示波器（长存储最好）、万用表（选用）。 充电方式： 恒流转恒压充电。 接线方式，测试之前请确认电容的正负极。请确认连接电路。 超级电容放电测试 电子负载设置：远端采样打开，电池（电容）恒压功能打开， Shift+0 打开电容测试功能。设定截止电压，电容计算电压的上下限。设定充电电流。 按on/off键，开始测试，屏幕显示测试结果。一键完成测试。 本测量测试：充电时间，充电内阻，充电电量，电容容量。充电曲线，漏电流等测试。 充电曲线，请链接上位机软件。 放电方式 接线方式：请确定电容正负极及确定连接方式。
铝电解电容的耐压测试方法
电解电容器的耐压测试方法 电解电容器耐压测试及应用 电容的耐压，表示电容在一定条件下连续使用所能承受的电压。如果加在电容上的工作电压超过额定电压，电容内部的绝缘介质就有可能被击穿，造成极片间短路或严重漏电。因此，电容的工作电压不能大于其额定耐压，以保证电路可靠工作。 对于电解电容器，漏电流是性能指标中重要的一项。电解电容的漏电流与电压的关系密切，漏电流随工作电压的增高而增大。当工作电压接近阳极的赋能电压时，漏电流会急剧上升。通过测试电解电容的漏电电流，可以推算出它的极限耐压和额定耐压，对于电路中电容耐压的取值，有直接的参考意义。 根据这个原理，笔者设计并制作了～款电容耐压测试仪，其线路简单、成本低廉、制作容易，较好地解决了业余条件下电容耐压测试的问题。 变压器T1和T2型号相同，背靠背对接，提供高低压两组电源，并起到隔离作用。低压的经整流滤波后，由R1、DWl、Q1、Ral～Ral 1组成电流可调的恒流源。高压的经整流滤波后由Rbl～RblO、DW2分压，Q2输出可调的直流电压。使用时选择合适的电压Uc和电流Jc，将被测电容接到Cxa、Cxb两点上，此时会看到电压表指针缓慢偏转，达到一定的位置后静止，指针所指的电压即为该电容在漏电电流为lc时所承受的耐压。 波段开关K3、K4（各单挡11位）分别是测试电压和电流（即漏电流）选择开关，其测试量程如表1所示。表2为测试电路中的元件清单。 一、测试电路的使用方法 1.将测试电压调到比电容额定电压高一些的挡位。如测试35V的申容。可将挡位放到64V，测试50v的电容，可将挡位放到64M或96V.挡位高一些对测试结果影响不大，只是挡位越高，三极管Q1的功耗相应会大一些。 2.选择合适的测试电流。测试电流应根据电容容量来选择，容量越大测试电流也越大。对于4700μF以上的电容，可选择大于10mA的测试电流；对于1000～4700μF的电，容，可选择5mA左右的测试电流：对于10μF以下的电容，可选择0.2～1mA的测试电流。 3.红色鳄鱼夹接电容正极，黑色鳄鱼夹接电容负极。接好后看到电压表指针先匀速缓慢偏转。正常情况下偏转位置应超过额定电压，当达到某一值时其指针偏转变慢，并且越来越慢，最终静止下来，此时电容的漏电流等于Q1集电极的恒流电流，电压表所指示的电压，为此电容在漏电电流为Ic时所承受的耐压，可粗略认为是该电容的极限耐压。 4.测试完毕后将开关K2闭合，待电容放电后取下。 表3是利用附图的测试电路测量的部分电解电容器的产品实例。 二、测试经验总结 1.电容容量越大，测试电流（漏电流）也应相应变大。 国产的铝电解电容器，在额定电压6.3～450V，标称容量10～680μF时，漏电流可按下列公式计算：I≤（KxCxU）／1000公式中：I为漏电流（mA）；K为系数（20℃±5℃时，K=O.03）；U为额定工作电压（V）；C为标称容量（μF）； 2.由于电解电容器只能单向工作，如将电解电容正负端接反测试，在5mA电流下测试其电压会极低，大约只有4V 左右。 3.长期不用的电解电容器，由于氧化膜的分解，容量、耐压都有一定的衰减，在第一次使用时，应先加低压（1／2额定耐压）老化一段时间（等效电解电容器的赋能）。 4.同样的容量和耐压的电解电容器，其体积较大、分量较重的一般耐压性能更好些；同样的容量和耐压的电解电容器，其相同的测试电流，电压指针偏转快的，漏电流较小。 5.正品电解电容极限耐压一般为其额定电压的120％左右。 6.当工作电压高于额定电压时，电容就较容易击穿。因此选用电解电容时，应使额定电压高于实际工作电压，并要预留一定的余量，以应付电压的波动。一般情况下，额定电压应高于实际工作电压的10％～20％，对于工作电压稳定性较差的电路，可酌情预留更大的余量。 7.使用本电路测试电解电容器，不会造成电容的损坏。 三、测试电路的改进 1.由于没有购买到合适的电压表头，DC250V以上挡不能指示。如果能够换成DC320v表头就比较理想。表头量程也不宜太大，否则会降低分辨率，用这样的表头去测试低耐压电容时，会造成读数偏差太大。 2.为了取得更准确的测试电压，可将Rbl～Rbl0分压电阻换成相应稳压值的稳压管（加限流电阻）或多圈精密可调电阻。 3.V1若换成数字式电压表，电压读数将更加直观、精确。不过需另外加装一组DC5v浮动电源。
超级电容的充放电实验曲线测试(含答案)
超级电容器的充放电实验曲线测试 一、实验目的 了解超级电容器结构组成以及工作原理，理解超级电容器等效电路模型，学会绘制超级电容器充放电曲线。 二、超级电容器结构以及工作原理 超级电容器通常包含双电极、电解质、集流体、隔膜四个部件。超级电容器电极由多孔材料在金属薄膜（常用铝）上沉积而成，而活性炭则是常用的多孔材料。充电时，电荷存储于多孔材料和电解质之间的界面上。电解质的选择往往是电容器单体电压和离子导电性之间妥协的结果，追求离子导电性的最大化可能会导致所选择的电解质分解电压低至1V 。隔膜通常是纸，起绝缘作用，可以防止电极之间任何的导电接触。必须能够浸泡在电解质中，并且不影响电解质的离子导电性。 超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V 以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，
为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷相应减少。 三、实验线路图 四、实验步骤 1、充电实验 按照实验线路图连接电路，将开关接到K端，使电源接入电路中，实现超级电容的充电过程，通过串口命令记录电流和电压。 2、放电实验 在超级电容器充电完成后，将开关接到另一端，将电源断开，实现超级电容的放电过程，通过串口命令记录电流和电压。 五、注意事项 1、超级电容器具有固定的极性。在使用前，应确认极性。 2、超级电容器应在标称电压下使用。当电容器电压超过标称电压时，将会导致电解液分解，同时电容器会发热，容量下降，而且内阻增加，寿命缩短，在某些情况下，可导致电容器性能崩溃。 3、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中，高频率的快速充放电会导致电容器内部发热，容量衰减，内阻增加，在某些情况下会导致电容器性能崩溃。 4、外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响。电容器应尽量远离热源。 5、安装超级电容器后，不可强行倾斜或扭动电容器，这样会导致电容器引线松动，导致性能劣化。
51单片机做电容测量仪解析
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。
超级电容器的三种测试方法详解(终审稿)
超级电容器的三种测试 方法详解 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
超级电容器电极材料性能测试的三种常用电化学方法，欢迎大家一起交流 ★★★★★★★★★★ 关于超级电容器电极材料性能测试常用的三种电化学手段，大家一起交流交流自己的经验。我先说说自己的蠢蠢的不成熟的经验。不正确或者不妥的地方欢迎大家指正批评，共同交流。希望大家都把自己的小经验，测试过程中遇到的问题后面如何解决的写出来，共同学习才能共同进步。也希望大家可以真正的做到利用电化学板块解决自己遇到的电化学问题。 循环伏安cyclic voltammetry (CV) 由CV曲线，可以直观的知道大致一下三个方面的信息 Voltage window（水系电解液的电位窗口大致在1V左右，有机电解液的电位窗口会在左右）关于很多虫虫问，电位窗口应该从具体的哪个电位到哪个电位，这个应该和你的参比电极和测试体系有关。工作站所测试的电位都应该是相对于参比电极的，所以不要纠结于为什么别人的是0-1V，而你测试的是，这个与参比电极的本身电位（相对于氢标的电位）以及测试的体系本身有很大关系。 Specific capacitance （比电容，这个是超级电容器重要的参数之一，可以利用三种测试手段来计算，我一般都是利用恒电流充放电曲线来计算） Cycle life （超级电容器电极材料好坏的另一个比较重要的参数，因为一个很棒的电极材料应该是要做到既要有比较高的比电容又要有比较好的循环稳定性） 测试的时候比较重要的测试参数：扫描速度和电位扫描范围。电位的扫描范围，一般会在一个比较宽的范围扫描一次然后选择电容性能还比较好的区间再进行线性扫描，扫描速度会影响比电容，相同的电极材料相同测试体系扫速越大计算出的比电容会越小。恒电流充放电galvanostatic charge–discharge (GCD) 由GCD测试曲线，一般可以得到以下几方面的信息： ?the change of specific capacitance（比电容的变化可以从有限多次的恒电流充放电中体现，直观的就是每次充放电曲线的放电时间的变化） ?degree of reversibility(由充放电曲线的对称也可以中看出电极材料充放电的可逆性) ?Cycle life（循环寿命，换句话也就是随着充放电次数的增多，电极材料比电容的保持率） 恒电流充放电测试过程中比较重要的测试参数有电流密度，还有充放电反转的电位值。电流密度可以设置为电流/电极面积，也可以设置为电流/活性物质质量。我在测试的过程中一般依据活性物质的质量设置为XXmA/mg。充放电反转的电位值可以依据循环伏安的电位窗口，可以设置为该区间或者小于该区间。 交流阻抗electrochemical impedance spectroscopy (EIS)
电解电容纹波及寿命测试方法
Electrolytic Capacitor Ripple Current Derating Test Method and Life Time Evaluation From：郭雪松 Date：Oct-27-04 一．SPEC 1.电解电容零件工程规格书中之Standard Rating表格，其中规定了不同规格的电解电容Rated Ripple Current值，例如：Sharp机种PWPC C904(滤波电容) 67L215L-820-15N (CNN公司KXG Series) 2.此电容用于电源输入端滤波，因此采用120Hz时的Rated Ripple Current规格715mA。 3.而用于评估电解电容Ripple Current之Spec要依据以下公式： SPEC=Spec（component）×频率系数（FM）×温度系数（TM）注：FM/TM取值方法见附表 4.OTPV 评估电解电容Ripple Current的Derating规格为85％，因此测试值 线电流的有效值（rms），测试时要调整输入电压值（90V～264V）达到纹波电流最大。见图示： Irms 三．附表（FM&TM取值方法）：NCC公司产品为例 1.Multiplying Factors on KMG Series（radial lead type） Frequency Multipliers Temperature Multipliers 2. Multiplying Factors on KY Series Frequency Multipliers 电容测试仪设计 前言 电子制作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。与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“存储电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结果和原理是相同的。 两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为极板，中间的物质 叫做戒指。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。 不同的电容器存储电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不成用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）等，它们的关系是：1F=106uF=109nF=1012pF。 电容器在电子线路中得到广泛的应用，它的容量大小对电路的性能有重要的影响，本课设就是对电容器容量的测量。 摘要：LM555是使用几位广泛的一种通用集成电路。LM555系列功能强大、使用灵活、适用范围宽、可用来生产时间延迟和多种脉冲信号，因此被广泛用于各种电子产品中。本设计利用LM555构成设计一个多谐振荡器，由于其输出脉宽tw与电容C成正比，把电容C转换成宽度为tw的矩形脉冲，在利用积分器，将电容的容量通过数字电压表的直流档直接显示，从而构成一个简易的电容器容量的测量电路。 关键词：无稳态多谐震荡器、单稳态输出脉冲、积分器 目录 一、设计目的 (1) 二、设计内容要求 (1) 三、设计技术指标 (1) 四、方案比较 (1) 五、方案论证 (2) 六、主要电路设计与说明 (2) 1、芯片简介 (2) （1）LM555 (2) （2）LM324 (4) 2、总电路图 (5) （1）原理图 (5) （2）原理说明 (5) （3）测量使用说明 (6) 七、电路搭建与调试 (6) 1、软件仿真 (6) 2、实际安装电路 (7) 3、电路调试 (7) 八、实验数据 (7) 九、实验总结与心得 (8) 十、附录 (8) 1、元器件清单 (8) 2、参考文献 (9) 10.备用电源系统测试 10.1测试工具及仪器 （1）数字万用表FLUKE 289 1台； （2）数字示波器Tektronix DPO3034 1台（含电流卡钳A622，高压隔离探头P5210）；（3）数字兆欧表HIOKI 345 1台，VC60D 1台； （4）功率分析仪YOKOGAWA WT1600 1台； （5）耐压测试仪 TOS5101 1台； （6）输出可调超级电容充电机 BN-CDJ350V 1台； （7） 24V直流电源一台； （8）变桨距系统控制柜轴一柜； （9）变桨试验台SY_BJ_T_V3.1 1台； （10）调压器9KV A 1台； （11）PRODIGIT 3257电子负载； （12）滑动变阻器 BX8-27-2.5A 2台； 10.2.超级电容单体性能测试 10.2.1单体容量测试 ★测试方法： 采用恒流放电法测90V超级电容模块的总容量，由于90V超级电容模块含36个超级电容单体，将总容量乘以36即可得到超级电容单体的容量。 测试电路如图10.1所示。 图10.1. 容量测试电路图 放电电流I1及放电电压下降的电压U1和U2见下表。分级方法应根据分立标准。 ★测试步骤： （1）如图10.1进行接线，设定充电机充电电压为150V，闭合F1； （2）断开F3，闭合F2，对超级电容模块C充电。C达到额定电压后，保持充电机输出30min，以I2=1A电流充电，每15s记录一次150V超级电容模块端电压；以I2’=2A电流充电，每30s记录一次150V超级电容模块端电压； （3）将示波器电压探头接C的正负极端，将电子负载设置为恒流模式，电流值设置为I1=4A放电。断开F2并闭合F3对超级电容进行放电，每30s记录一次150V超级电容模块端电压。 （4）记录C的正负极之间电压U随时间的变化曲线（如图10.2示意）； 如何测试电容器质量的好坏？ 在没有特殊仪表仪器的条件下，电容器的好坏和质量高低可以用万用表电阻档进行检测，并加以判断。容量大（1μF以上）的固定电容器可用万用表的电阻档（R×1000）测量电容器两电极，表针应向阻值小的方向摆动，然后慢慢回摆至∞附近。接着交换测试棒再试一次，看表针的摆动情况，摆幅越大，表明电容器的电容量越大。若测试棒一直碰触电容器引线，表针应指在∞附近，否则，表明该电容器有漏电现象，其电阻值越小，说明漏电量越大，则电容器质量差;如在测量时表针根本不动，表明此电容器已失效或断路;如果表针摆动，但不能回到起始点，则表明电容器漏电量较大，其质量不佳。 压力表对于容量较小的电容器，用万用表来测量往往看不出表针摆动，此时，可以借助一个外加直流电压和用万用表直流电压档进行测量，其方法如图1所示，即把万用表调到相应的直流电压档，负（黑）测试棒接直流电源负极，正（红）测试棒接被测的电容器一端，另一端接电源正极。 一只性能良好的电容器在接通电源的瞬间，万用表的表针应有较大摆幅;电容器的容量越大，其表针的摆幅也越大，摆动后，表针能逐渐返回零位。如果电容器在电源接通的瞬间，万用表的指针不摆动，则说明电容器失效或断路;若表针一直指示电源电压而不作摆动，表明电容器已被击穿短路;若表针摆动正常，但不返回零位，说明电容器有漏电现象，所指示的电压数值越高，表明漏电量越大。需要指出的是：测量容量小的电容器所用的辅助直流电压不能超过被测电容器的耐压，以免因测量而造成电容器击穿损坏。要想准确测量电容器的容量，需要采用电容电桥或Q表。上述的简易检测方法，只能粗略判断压力表电容器的好坏。 方法一：指针式万用表测量。 1、用万用表电阻档检查电解电容器的好坏 电解电容器的两根引线有正、负之分，在检查它的好坏时，对耐压较低的电解电容器(6V或 l0V)，电阻档应放在R×100或 R×1Ｋ档，把红表笔接电容器的负端，黑表笔接正端，这时万用表指针将摆动，然后恢复到零位或零位附近。这样的电解电容器是好的。电解电容器的容量越大，充电时间越长，指针摆动得也越慢。 2、用万用表判断电解电容器的正、负引线 一些耐压较低的电解电容器，如果正、负引线标志不清时，可根据它的正接时漏电电流小(电阻值大)，反接时漏电电流大的特性来判断。具体方法是：用红、黑表笔接触电容器的 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AT89C51电容测量系统硬件设计详细分析 (2) 2.3.1 AT89C51单片机工作电路 (2) 2.3.2 基于AT89C51电容测量系统复位电路 (3) 2.3.3 基于AT89C51电容测量系统时钟电路 (4) 2.3.4 基于AT89C51电容测量系统按键电路 (4) 2.3.5 基于AT89C51电容测量系统555芯片电路 (5) 2.3.6 基于AT89C51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 (18) 5.1 本系统存在的问题及改进措施 (18) 5.2 心得体会 (18) 参考文献 (19) 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）。 超级电容器电极材料性能测试的三种常用电化学方法，欢迎大家一起交流 ★★★★★★★★★★ 关于超级电容器电极材料性能测试常用的三种电化学手段，大家一起交流交流自己的经验。我先说说自己的蠢蠢的不成熟的经验。不正确或者不妥的地方欢迎大家指正批评，共同交流。希望大家都把自己的小经验，测试过程中遇到的问题后面如何解决的写出来，共同学习才能共同进步。也希望大家可以真正的做到利用电化学板块解决自己遇到的电化学问题。 循环伏安cyclic voltammetry (CV) 由CV曲线，可以直观的知道大致一下三个方面的信息 ? Voltage window（水系电解液的电位窗口大致在1V左右，有机电解液的电位窗口会在2.5V 左右）关于很多虫虫问，电位窗口应该从具体的哪个电位到哪个电位，这个应该和你的参比电极和测试体系有关。工作站所测试的电位都应该是相对于参比电极的，所以不要纠结于为什么别人的是0-1V，而你测试的是-0.5-0.5V，这个与参比电极的本身电位（相对于氢标的电位）以及测试的体系本身有很大关系。 ?Specific capacitance （比电容，这个是超级电容器重要的参数之一，可以利用三种测试手段来计算，我一般都是利用恒电流充放电曲线来计算） ?Cycle life （超级电容器电极材料好坏的另一个比较重要的参数，因为一个很棒的电极材料应该是要做到既要有比较高的比电容又要有比较好的循环稳定性） 测试的时候比较重要的测试参数：扫描速度和电位扫描范围。电位的扫描范围，一般会在一个比较宽的范围扫描一次然后选择电容性能还比较好的区间再进行线性扫描，扫描速度会影响比电容，相同的电极材料相同测试体系扫速越大计算出的比电容会越小。 恒电流充放电 galvanostatic charge–discharge (GCD) 由GCD测试曲线，一般可以得到以下几方面的信息： ?the change of specific capacitance（比电容的变化可以从有限多次的恒电流充放电中体现，直观的就是每次充放电曲线的放电时间的变化） ?degree of reversibility(由充放电曲线的对称也可以中看出电极材料充放电的可逆性) ?Cycle life（循环寿命，换句话也就是随着充放电次数的增多，电极材料比电容的保持率）恒电流充放电测试过程中比较重要的测试参数有电流密度，还有充放电反转的电位值。电流密度可以设置为电流/电极面积，也可以设置为电流/活性物质质量。我在测试的过程中一般依据活性物质的质量设置为XXmA/mg。充放电反转的电位值可以依据循环伏安的电位窗口，可以设置为该区间或者小于该区间。 交流阻抗 electrochemical impedance spectroscopy (EIS) 由交流阻抗曲线可以看出体系随着频率改变的变化趋势，得出测试体系某个状态下的包括溶液电阻、扩散阻抗的情况，可以通过测试交流阻抗对测试的未知体系进行电化学元件模拟。 电解电容测试操作 测试操作时先用两表笔任意麓碰电容的两引脚然后调换表笔再碰一次如果电容是好的万用表指针会向右摆动一下随即向左迅速返回无穷大位置。电容量越大指针摆动幅度越大如果反复调换表笔触碰电容两引脚万用表指针始终不向右摆动说明该电容的容量已低于或者已经消失。NXP代理商测量中若指针向右摆动后不能再向左回到无穷大位置说明电容漏电或已经击穿短路测试时要注意为了观察到指针向右摆动的情况应反复调换表笔触碰电容器两引脚进行测量直到确认电容有无充电现象为止。 在采用上述三种方法进行测试时都应注意正确操作不要用手指同时接触被测电容的两个引脚否则人体电阻将影响测试的准确性容易造成误判。特别是使用万用表的高阻挡进行测量时若手指同时触到电容两引脚或两表笔的金属部分将使指针回不到无穷大的位置给测试者造成错觉误认为被测电容漏电。TI代理效字万用表测量将电容的两脚插人数字万用表的。插座内将数字万用衰置于相应的挡位即可。电电容的检舅电解电容既可以用数字万用表测量也可能用指针万用衷测量用敷字万用表测量电解电容时只需将电容的两脚插人数字万用表的。插座内将数字万用表置于相应的挡位即可。由于散字万用表电容测量挡量程有限般最大只能测量因此散字万用表只能对部分电解电容进行测量。 下面重点说明用指针万用表测量电解电容的方法和技巧。挡位的选择电解电容的容量较一般无极性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—的电容可用挡测量大于的电容可用挡测量测量漏电阻将万用表红表笔接咆解电容的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幅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。此值越大说明漏电流越小电容性能越好然后将红、黑表笔对调万用表指针将重复上述摆动现象。但此时所测阻值为电解电容的反向漏电阻此值略小于正向漏电阻。贴片钽电容即反向漏电流比正向漏电流要大实际使用经验表明电解电容的漏电阻一般应在几百以上否则将不能正常工作。在测试中若正向、反向均元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嗣电大或已被击穿损坏不能再使用。极性判别对于正、负极标志不明的电謦电容器可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意潮一下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撅红表笔接的是负极。 检测大容量电解电容器的漏电阻用万用表检测电解电容器的漏电阻是利用表内的电池给电解电容充电的原理进行的。一旦将万用表电阻挡位确定下来充电的时间长短便取决于电容的容量大小对于同一咆阻挡而言容量越大充电时间越长例如选用挡测量一只的电解电容待其充完电显示出漏电阻约需左右显然时间过长不太实用但是万用表的不同电阻挡的内阻是不一样的。电阻挡位越高内阻越大电阻挡位越低内阻越小一般万用表的挡的内阻仅是挡的千分之一利用万用表这一特点采用变换电阻挡位的方法是可以比较快速地将大容量电解电容嚣的电阻测出的。钽电容具体操作方法是先使用或低阻挡视容量而定进行测量使电容器很快充足电指针迅速向左回旋到无穷大位置。这时再拨到挡若指针停在无穷大处说明罱电阻极小用挡已经测不出来若指针又缓慢向右摆动最后停在某一刻度上此时的读数即是被测电解电容的电阻值。wxq$#电容测试仪设计低频课程设计
超级电容测试方案
如何测试电容器质量的好坏
单片机电容测量仪设计方案
电解电容器测试方法详解
超级电容器的三种测试方法详解
电解电容测试操作