用RC充放电法测量电容容量精度如何

只看该作者 · 2025-1-23 15:11

准备用手里的新唐单片机DIY一个电容测量工具，不知道使用RC充放电法精度如何？

1万 · 2025-1-23 15:12

电阻

1万 · 2025-1-23 15:13

选择电阻时需要尽可能使用高精度（如 1% 或更高）的电阻。

1万 · 2025-1-23 15:13

时间测量的精度主要取决于单片机的定时器分辨率。
使用一个高频定时器（如新唐单片机的定时器模块，频率可以达到几十 MHz）。
建议定时器的分辨率至少达到微秒级（1 µs）或更高。
如果待测电容较小（如 pF 级），充放电时间较短，需要高频率定时器支持；对于大电容，定时器分辨率要求较低。

1万 · 2025-1-23 15:14

电阻选择：
使用不同档位的电阻（如 1kΩ、10kΩ、100kΩ），根据测量范围动态切换。
使用 MOSFET 或继电器来切换电阻档位。

1万 · 2025-1-23 15:14

减小寄生电容：
短引线设计，减少 PCB 板走线电容。
使用屏蔽和接地技术减小干扰。
参考电压稳定性：
如果新唐单片机内部参考电压不够稳定，可以外接高精度参考电压芯片（如 REF3030）。

1万 · 2025-1-23 15:14

软件优化
时间测量：
如果定时器分辨率有限，可以通过插值算法（如多次采样）提高时间测量精度。
滤波处理：
对 ADC 的多次采样结果进行平均值滤波，减小噪声对测量的影响。
多范围自动切换：
通过检测充放电时间，自动选择合适的电阻档位，提高小电容和大电容的测量精度。

1万 · 2025-1-23 15:15

校准
使用已知容量的标准电容进行校准，获取补偿因子。
建立一个查表或拟合公式，用于补偿测量中的非线性误差。

1万 · 2025-1-23 15:16

最好支持自动切换不同档位的电阻，这样可以更加准确测量不同容量大小的电容。