[发明专利]电容和电感的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试测量仪器技术领域，尤其涉及电容和电感的测量方法。

背景技术

常用的测量电容和电感的方法主要有谐振法、振荡法、交流电桥法和充放电法。电容的测量中：谐振法是将电容引入振荡电路中，使得振荡频率成为电容的函数，通过测量该频率值来计算电容值；交流电桥法将电容接入交流电桥中，调整电桥中的可调电阻和可调电容使得电桥平衡，根据平衡时电桥各臂的电阻和电容值计算被测电容值；充放电法使用交流信号源对电容充电，然后将电容接入放电电路中，通过测量电容的放电时间来计算电容值。李锻炼、向平、何明一在《仪表技术与传感器》1997年第7期发表的“抗寄生干扰的小电容测量电路研究”，公开了以上四种电容测量方法，并分析了各自的优缺点。

上述四种电容测量方法的测量电路依然比较复杂。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种瞬态响应下的电容和电感测量方法，具体是：采用对数时间轴微分法对一阶RC或RL电路的瞬态响应进行数值处理，计算获得电容或电感的数值参数。

一种电容测量方法，包括步骤：

A)、将一个已知阻值R的电阻和一个待测试的电容构建出一阶RC电路；

B)、对该一阶RC电路的该电容进行充电；

C)、待该电容充电结束后，使该一阶RC电路的电阻和电容串联对接连通以形成放电回路，并在该放电回路进行放电的同时（即瞬态响应），采集并记录该电容两端的电压随时间t变化的电压值数据，记为函数u_C(t)；

D)、以对数时间轴Lg(t)进行微分法来处理该函数u_C(t)，求取导出函数K(t)，即：                                                ；

E)、求取导出函数K(t)的曲线峰尖值所对应的对数时间Lg(t)横轴的坐标值Lg(T)，则RC时间常数τ= T；

F)、求取该电容的电容值C，即：。

一种电感测量方法，包括步骤：

A)、将一个已知阻值R的电阻和一个待测试的电感构建成一阶RL电路；

B)、对该一阶RL电路的该电感进行充电；

C)、待该电感充电结束后，使该一阶RL电路的电阻和电感串联对接连通以形成放电回路，并在该放电回路进行放电的同时（即瞬态响应），采集并记录该电阻两端的电压随时间t变化的电压值数据，记为函数u_R(t)；

D)、以对数时间Lg(t) 轴进行微分法来处理该函数u_R(t)，求取导出函数K(t)，即：；

E)、求取导出函数K(t)的曲线峰尖值所对应的对数时间Lg(t) 横轴的坐标值Lg(T)，则LC时间常数τ= T；

F)、求取该电感的电感值L，即：L=τR。

其中，步骤B)和步骤C)中该一阶RC电路或一阶RL电路进行充电、放电操作是通过一个单刀双掷开关实现。

优选的，该单刀双掷开关是电控开关。

更优选的，该单刀双掷开关是低导通电阻的模拟开关。

其中，步骤C)中对该电压值数据进行采集的采样率大于（10/τ），且对该函数u_C(t)或函数u_R(t)的曲线进行滤波平滑处理。

本发明克服已有四种电容测量方法测量电路较为复杂的缺点。该方法既可应用于电容测量，又可以应用于电感的测量。

附图说明

图1是本发明的电容测量原理图。

图2是本发明的电感测量原理图。

图3是本发明的一阶RC电路瞬态响应的对数时间轴微分法的数据曲线图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明的方案是采用一阶RC或RL电路测量电容或电感的瞬态响应，用对数时间轴微分法对瞬态响应的数据进行处理并获得K(t)曲线，在t=τ的位置上出现K(t)曲线的峰尖值。因此，获得K(t)曲线峰尖的横轴坐标值即可得到RC或L/R时间常数τ，进而很容易计算出电容或电感的数值。

电容测量实施例：