標(biāo)準(zhǔn)電容器

標(biāo)準(zhǔn)電容器的量值通常是十進(jìn)制的，其電容量范圍一般為1pF～1pF，特殊情況下也可以制成更小或更大的數(shù)值，或非十進(jìn)制數(shù)值。

用于保存電磁單位制中電容單位法拉的量值的標(biāo)準(zhǔn)量具（見(jiàn)圖1）。

其特點(diǎn)是電容量非常準(zhǔn)確和穩(wěn)定，常用作計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，或裝在電測(cè)量?jī)x器內(nèi)作為標(biāo)準(zhǔn)電容元件。標(biāo)準(zhǔn)電容器通常為10進(jìn)制,其電容量范圍一般為1皮法至1微法,特殊情況下也可做成更小或更大的量值，或非10進(jìn)制量值。

等級(jí)　標(biāo)準(zhǔn)電容器的等級(jí)一般由各國(guó)計(jì)量部門制定的國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)表和有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。中華人民共和國(guó)規(guī)定，作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)電容器，按其在計(jì)量檢定系統(tǒng)表中的位置分為計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和工作計(jì)量器具三檔。按計(jì)量檢定系統(tǒng)表的規(guī)定，較低檔標(biāo)準(zhǔn)電容器的量值由較高檔傳遞。

中國(guó)的電容基準(zhǔn)是計(jì)算電容器，不確定度（見(jiàn)電磁測(cè)量誤差）為3.5×10。這是一種絕對(duì)測(cè)定裝置（見(jiàn)電單位的絕對(duì)測(cè)定），保存在國(guó)家計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，用于復(fù)現(xiàn)法定法拉單位。計(jì)算電容器不能輕易動(dòng)用，只用于定期向電容工作基準(zhǔn)傳遞量值。由計(jì)算電容器復(fù)現(xiàn)的法拉單位量值由電容工作基準(zhǔn)保存。電容工作基準(zhǔn)是一組10皮法熔融石英介質(zhì)電容器，取其電容量的平均值作為所保存的電容量量值。電容工作基準(zhǔn)組的年變化為 10量級(jí)。

為了使用方便，標(biāo)準(zhǔn)電容器的穩(wěn)定度也常用級(jí)別來(lái)表示。例如0.01級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電容器，表示其年變化在規(guī)定的參考條件下小于0.01%。中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電容器從0.01～0.2級(jí)，共分為5個(gè)級(jí)別。

構(gòu)造　標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容量值與其電極形式和所用的介質(zhì)有關(guān)。10皮法以下的小容量標(biāo)準(zhǔn)電容器常采用空氣密封同軸圓柱形電極的結(jié)構(gòu)，年變化小于1×10，損耗角為10量級(jí)，電容量隨頻率的變化很小,因此這種電容器也常作為損耗角標(biāo)準(zhǔn)或高頻阻抗標(biāo)準(zhǔn)。其缺點(diǎn)是電容量不易做大,因此100～1000皮法的標(biāo)準(zhǔn)電容器常采用多層平板型空氣電容器，但此種結(jié)構(gòu)的電容器年變化稍大,約為10～10。大于1納法的標(biāo)準(zhǔn)電容器如仍采用平板型結(jié)構(gòu),則相當(dāng)笨重，因而常采用云母鍍銀電容器,年變化約為1×10，損耗角也為10量級(jí)。10～100微法的標(biāo)準(zhǔn)電容器常采用金屬化薄膜電容,以減少體積,年變化為10～10，100微法以上的標(biāo)準(zhǔn)電容器不易制作,常采用帶有耦合變壓器或運(yùn)算放大器的等效大電容方式，等效電容量可高達(dá)1法，不確定度及不穩(wěn)定度為10量級(jí)。

70年代以來(lái)，采用高純度熔融石英介質(zhì)制作的10～100 皮法標(biāo)準(zhǔn)電容器，顯示了優(yōu)異的性能，年變化僅為10～10量級(jí)，損耗角為10量級(jí),可在計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)中作為保存電容單位量值的工作基準(zhǔn)，并用作統(tǒng)一各國(guó)電容單位的比較標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)也已制成此種標(biāo)準(zhǔn)電容器。

使用　使用標(biāo)準(zhǔn)電容器時(shí)應(yīng)注意不使其工作電壓超過(guò)允許值。對(duì)小容量標(biāo)準(zhǔn)電容器，要仔細(xì)考慮屏蔽防護(hù)措施，去除各種寄生的雜散電容的影響。在交流下使用大容量標(biāo)準(zhǔn)電容器時(shí)應(yīng)注意引線阻抗帶來(lái)的誤差。

1-熔融石英;2-敷金電極;3-敷金保護(hù)環(huán);4-微調(diào)電容器;5-絕緣子，6-圃定極板;7-白云母片

標(biāo)準(zhǔn)電容器為了消除雜散電容的影響，常用金屬屏蔽罩將電容器屏蔽起來(lái)，并在屏蔽罩上設(shè)一接線端鈕，稱為屏蔽端鈕，這樣電容器就有三個(gè)端鈕。

作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)電容器，按其在量值傳遞系統(tǒng)中的位置分為計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)及一般的工作標(biāo)準(zhǔn)量具三擋，較低擋標(biāo)準(zhǔn)電容器的量值由較高擋的傳遞。標(biāo)準(zhǔn)電容器按準(zhǔn)確度分級(jí)，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電容器從0.01～0.2級(jí)共分為5個(gè)級(jí)別。

（1）按結(jié)構(gòu)及電容器是否能調(diào)節(jié)分：有固定電容器、可變電容器和半可變電容器．

（2）按介質(zhì)材料的不同分：有機(jī)介質(zhì)電容器(包括漆膜電容器、混合介質(zhì)電容器、紙介電容器、有機(jī)薄膜介質(zhì)電容器、紙膜復(fù)合介質(zhì)電容器等)、無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器(包括陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、玻璃釉電容器等)、電解電容器(包括鋁電解電容器、鉭電解電容器、鈮電解電容器、鈦電解電容器及合金電解電容器等)和氣體介質(zhì)電容器(包括空氣電容器、真空電容器和充氣電容器等)。

（3）按作用及用途的不同分：有高頻電容器、低頻電容器、高壓電容器、低壓電容器、耦合電容器、旁路電容器、濾波電容器、中和電容器、調(diào)諧電容器．

（4）按封裝外形的不同分：有圓柱形電容器、圓片形電容器、管形電容器、疊片形電容器、長(zhǎng)方形電容器、珠狀電容器、方塊狀電容器和異形電容器等多種．

（5）按引出線的不同分：有軸向引線型電容器、徑向引線型電容器、同向引線型電容器和無(wú)引線型(貼片式)電容器等多種 ．

鋁電解電容器結(jié)構(gòu)圖如圖2所示

1、標(biāo)稱電容量（NominalCapacitance）指在測(cè)試頻率120Hz時(shí)所測(cè)得之電容量，電容量與金屬（鋁箔）相對(duì)面積及介質(zhì)常數(shù)成正比，與兩極間距離成反比。C=εA/d

2、電容量誤差（CapacitanceTolerance）K（±10%）,M（±20%）,V（-10～ 20%）

3、額定工作電壓（RatedWorkingVoltage）（WV）在最高工作溫度下，電解電容可以承受之最高直流電壓。

4、突波電壓（SurgeVoltage）（SV）在最高工作溫度下，電解電容器可以承受之相當(dāng)瞬間最高峰值電壓。

5、工作溫度范圍（OperatingTemperatureRange）25～ 85℃,-40～ 85℃,-25～ 105℃,-40～ 105℃

6、等效串聯(lián)電阻（EquivalentSeriesResistance）（ESR）（電極電阻 電解質(zhì)電阻 介質(zhì)損失）。ESR=DF/2πfC

7、泄漏電流（LeakageCurrent）（LC）電容器施加直流電壓，經(jīng)規(guī)定時(shí)間后繼續(xù)流通之最大直流電流。I≦0.01CVor3μAWhicheverisgreater（上示公式須視不同系列產(chǎn)品而定。）

8、漣波電流（RippleCurrent）（RC）在最高工作溫度及120Hz（or100KHz）頻率下，電解電容器可以承受之最高交流電流。（溫度/頻率補(bǔ)正系數(shù)）

9、低溫特性（LowTemperatureCharacteristics）是指在-25℃/-40℃時(shí)，與在常溫20℃之最大阻抗比 。2100433B

高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器作為測(cè)量高壓容性電器設(shè)備、絕緣材料的電容值及損耗角正切值（介質(zhì)損耗因數(shù)）的一個(gè)重要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、科研機(jī)構(gòu)、變電所、發(fā)電廠、高電壓計(jì)量站及高壓電氣產(chǎn)品生產(chǎn)廠的試驗(yàn)室。為確保高壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，對(duì)高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器進(jìn)行校準(zhǔn)是非常重要的 。

1.環(huán)境條件

（1）環(huán)境溫度：5℃～35℃；相對(duì)濕度：不大于70%。

（2）校準(zhǔn)地點(diǎn)周圍無(wú)其他電磁場(chǎng)干擾。

（3）被校電容器在校準(zhǔn)之前，需在規(guī)定的環(huán)境條件下放置24h以上。

2.校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器

（1）高壓電容電橋

高壓電容電橋的電容比率測(cè)量準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)不低于0.05級(jí)，損耗角正切值（介質(zhì)損耗因數(shù)）測(cè)量準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)不低于0.5級(jí)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)電容器

校準(zhǔn)時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容實(shí)測(cè)值與標(biāo)稱值誤差應(yīng)不大于1%；額定電壓值應(yīng)高于被校高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的額定電壓值； 損耗角正切值和電容電壓系數(shù)應(yīng)不大于1×10^-5。

（3）工頻高壓電源

電源的電壓穩(wěn)定度及頻率的穩(wěn)定度，應(yīng)能保證校準(zhǔn)時(shí)讀數(shù)的變化不大于被校電容器允許誤差的1/10；電壓波形的畸變系數(shù)應(yīng)不大于5%；電源的頻率及輸出電壓幅值應(yīng)能滿足校準(zhǔn)時(shí)被校電容器工作頻率及工作電壓范圍，并能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)到所測(cè)的校準(zhǔn)點(diǎn)上。

（4）電壓互感器及電容分壓器

電壓互感器的允許誤差限應(yīng)不大于±0.05%，電容分壓器的允許誤差限應(yīng)不大于±0.1%，測(cè)量范圍應(yīng)能滿足校準(zhǔn)時(shí)被校電容器的工作電壓范圍。

（5）數(shù)字電壓表

數(shù)字電壓表的允許誤差限應(yīng)不大于±0.1%；數(shù)字電壓表的頻率及測(cè)量范圍應(yīng)滿足被校電容器的測(cè)量要求；數(shù)字電壓表的接入對(duì)被校電容器內(nèi)附分壓比的影響應(yīng)不大于其允許誤差限的1/15 。