電容器的電容量(C)及報(bào)耗角正切(0)值是電容器的兩個(gè)最基本的參數(shù)，它們主要取關(guān)于介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)(e)和損耗角正切值。電容量可根據(jù)不同容量范圍、不同的工作條件不同環(huán)境要求選擇相應(yīng)的方法進(jìn)行測(cè)量，目前測(cè)量電容量的方法有電橋法諸振法等。介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)可根據(jù)所測(cè)得的電容量進(jìn)行計(jì)算而求得。


    用電橋法測(cè)試容量的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量電容的范圍廣、精度高。選用各工作頻率范圍的電橋,可對(duì)電容器容量進(jìn)行不同頻率下的測(cè)量，以研究電容器的容量頻率特性。根據(jù)工作頻率不同，測(cè)量電容量的電橋可分為超低頻電橋、音頻電橋和雙T電橋等。超低頻電橋的頻率范圍是0.01 ~ 200Hz,音頻電橋一般在20Hz ~ 3MHz,雙T電橋一般在1MHz ~ 50MHz范圍,有的雙T電橋,使用頻率達(dá)到250MHz時(shí),仍具有較好的測(cè)量精度。

    1)超低頻電橋
    工業(yè)自動(dòng)化控制電路中所使用的電容器經(jīng)常工作在極低頻情況下，對(duì)其性能的測(cè)試可采用圖2.7所示的基本電路。這種測(cè)量線路屬于平衡指示器不接地的電阻比例臂電橋，應(yīng)用頻率范圍為0.1~10Hz。
   
    因?yàn)轭l率很低，所以采取直接耦合,為了消除雜散因素的影響,除橋臂、指示器采用屏蔽外，還采用瓦格納保護(hù)電路。平衡指示器是用高輸人的直流放大器和指示器組合而成，指示器的輸人沒有接地端，橋臂選用阻值比較低的電阻R來抑制其受外界電場(chǎng)感應(yīng)的影響。

    電容量測(cè)量采用替代法,在未接待測(cè)電容(Cx)下、電橋平衡時(shí)從CA讀出CB值，接人待測(cè)電容(Cx)后、橋平衡時(shí)讀出的CA值,通過式(2.13)算得。

Cx=CA-CB

    2)西林電橋
    針對(duì)不同用途，西林電橋有高壓工頻西林電橋、低壓工頻西林電橋及低壓音頻西林電橋之分。它們除了工作電壓的高低和信號(hào)頻率的差別之外，其結(jié)構(gòu)原理是。樣的。圖2.8為西林電橋的原理圖。

    圖中Rx、Cx為被測(cè)電容器的等值并聯(lián)電容及電阻，R3、R4為比例臂。Cs 為標(biāo)準(zhǔn)電容，C4為平衡由試樣損耗角正切引起的參數(shù)變化而設(shè)置的可變電容，電橋平衡時(shí)滿足圖

      ZxZ4 = ZsZ3
 
將
1/Zx= 1/Rx+ jwCx;
Zs= 1/jwCs;
Z3= R3;
    1/Z4= 1/R4+ jwC4代人式(2.14)可得1/(1/Rx + jwCx)(1/R4 + jwC4) = R3/jwCs,由此可得tg0x= 1/wCxRx = wC4R4,
Cx= CsR4/R3(1+g2δx)。當(dāng)tgδx<0.1,則破測(cè)電容(Cx)值近似地由式2.15表示，此時(shí)誤差不超過1%。

      Cx = CsR4/R3 
 
角頻率w和電阻R4均為已知,電橋平衡時(shí),tgδc可由C4的對(duì)應(yīng)量對(duì)其進(jìn)行刻度，從而可直接讀數(shù)。通常R4的數(shù)值選擇為: R4 = 10000/π= 3183.22或1000/π = 318.320、100/131. 83202。 如在工頻下測(cè)量，即w= 2πf = 100,則損耗角正切(tgδ )值的讀數(shù)在R4取104/π和103/π時(shí)，分別為C4的容量值(單位μF)或它的10-1、10-2倍率值。

      3)雙T電橋
      雙T電橋是利用兩個(gè)并聯(lián)的T型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的四端網(wǎng)絡(luò),其原理如圖2.9所示。圖中C1、C為電容器,R為無感電阻、L、C2為輔助線圈和標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)電容器,Lb、C3為另一T型網(wǎng)絡(luò)的輔助線圈和標(biāo)準(zhǔn)可調(diào)日電容器。利用被測(cè)電容接入aa’端前后、電橋平衡時(shí)C2、C3的讀數(shù)變化，容易地對(duì)待測(cè)電容器(Cx)和損B耗角正切(g8x)進(jìn)行測(cè)量。若電橋平衡后,待測(cè)電容器接于aa‘端，再將電橋調(diào)平衡時(shí)有 
  CXaa=C30-C31
  tgδX=1/wCxRx=wC2▲C3/C1▲C2
  式中▲C2=C20-C21;▲C3=C31-C30;C20、C30分別為未接待測(cè)電容且電橋平衡時(shí)C2、C3的值;C21、C31分別接入待測(cè)電容后，電橋重新平衡時(shí)C2、C3的值。若電容接在bb端，采用同樣的方法可以得出
 
  Cxbb=C20-C21
  tgδX=C1▲C2/wC2R▲C3
  雙T電橋的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)源與檢測(cè)器有公共的接地點(diǎn)、可不用隔離變壓器，雜散電容不影響測(cè)試結(jié)果。另外結(jié)構(gòu)上可以做得很對(duì)稱，以盡量消除各種不利影響。