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标准电容器

工业设备

标准电容器（standard capacitor）所采用的电极形式及介质与其电容量值有关。10pF以下的小容量标准电容器常采用密封的空气、同轴圆柱形电极结构，其优点是稳定性好，但电容量不易做大。100～1000pF的标准电容器常采用空气、多层平板型电极结构。大于1000pF的标准电容器如仍采用平板型空气结构，则相当笨重，因而常采用云母镀银工艺制作。10～100pF的标准电容器常采用表面金属化的有机绝缘薄膜作介质，以减小体积。100pF以上的标准电容器不易制作，常采用带有耦合变压器或运算放大器的等效大电容方式，等效电容量可高达IF以上。如图1所示分别为熔融石英介质和白云母片介质标准电容。

组成部分
1-熔融石英;2-敷金电极;3-敷金保护环;4-微调电容器;5-绝缘子，6-圃定极板;7-白云母片
标准电容器为了消除杂散电容的影响，常用金属屏蔽罩将电容器屏蔽起来，并在屏蔽罩上设一接线端钮，称为屏蔽端钮，这样电容器就有三个端钮。
作为计量标准用的标准电容器，按其在量值传递系统中的位置分为计量基准、计量标准及一般的工作标准量具三挡，较低挡标准电容器的量值由较高挡的传递。标准电容器按准确度分级，我国的标准电容器从0.01～0.2级共分为5个级别。
量值
标准电容器的量值通常是十进制的，其电容量范围一般为1pF～1pF，特殊情况下也可以制成更小或更大的数值，或非十进制数值。
简介
用于保存电磁单位制中电容单位法拉的量值的标准量具（见图1）。
其特点是电容量非常准确和稳定，常用作计量标准，或装在电测量仪器内作为标准电容元件。标准电容器通常为10进制,其电容量范围一般为1皮法至1微法,特殊情况下也可做成更小或更大的量值，或非10进制量值。
等级　标准电容器的等级一般由各国计量部门制定的国家计量检定系统表和有关的国家标准规定。中华人民共和国规定，作为计量标准用的标准电容器，按其在计量检定系统表中的位置分为计量基准、计量标准和工作计量器具三档。按计量检定系统表的规定，较低档标准电容器的量值由较高档传递。
中国的电容基准是计算电容器，不确定度（见电磁测量误差）为3.5×10。这是一种绝对测定装置（见电单位的绝对测定），保存在国家计量技术机构，用于复现法定法拉单位。计算电容器不能轻易动用，只用于定期向电容工作基准传递量值。由计算电容器复现的法拉单位量值由电容工作基准保存。电容工作基准是一组10皮法熔融石英介质电容器，取其电容量的平均值作为所保存的电容量量值。电容工作基准组的年变化为 10量级。
为了使用方便，标准电容器的稳定度也常用级别来表示。例如0.01级标准电容器，表示其年变化在规定的参考条件下小于0.01%。中国的标准电容器从0.01～0.2级，共分为5个级别。
构造　标准电容器的电容量值与其电极形式和所用的介质有关。10皮法以下的小容量标准电容器常采用空气密封同轴圆柱形电极的结构，年变化小于1×10，损耗角为10量级，电容量随频率的变化很小,因此这种电容器也常作为损耗角标准或高频阻抗标准。其缺点是电容量不易做大,因此100～1000皮法的标准电容器常采用多层平板型空气电容器，但此种结构的电容器年变化稍大,约为10～10。大于1纳法的标准电容器如仍采用平板型结构,则相当笨重，因而常采用云母镀银电容器,年变化约为1×10，损耗角也为10量级。10～100微法的标准电容器常采用金属化薄膜电容,以减少体积,年变化为10～10，100微法以上的标准电容器不易制作,常采用带有耦合变压器或运算放大器的等效大电容方式，等效电容量可高达1法，不确定度及不稳定度为10量级。
70年代以来，采用高纯度熔融石英介质制作的10～100 皮法标准电容器，显示了优异的性能，年变化仅为10～10量级，损耗角为10量级,可在计量技术机构中作为保存电容单位量值的工作基准，并用作统一各国电容单位的比较标准。中国也已制成此种标准电容器。
使用　使用标准电容器时应注意不使其工作电压超过允许值。对小容量标准电容器，要仔细考虑屏蔽防护措施，去除各种寄生的杂散电容的影响。在交流下使用大容量标准电容器时应注意引线阻抗带来的误差。
电容器的分类
（1）按结构及电容器是否能调节分：有固定电容器、可变电容器和半可变电容器．
（2）按介质材料的不同分：有机介质电容器(包括漆膜电容器、混合介质电容器、纸介电容器、有机薄膜介质电容器、纸膜复合介质电容器等)、无机介质电容器(包括陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器等)、电解电容器(包括铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器、钛电解电容器及合金电解电容器等)和气体介质电容器(包括空气电容器、真空电容器和充气电容器等)。
（3）按作用及用途的不同分：有高频电容器、低频电容器、高压电容器、低压电容器、耦合电容器、旁路电容器、滤波电容器、中和电容器、调谐电容器．
（4）按封装外形的不同分：有圆柱形电容器、圆片形电容器、管形电容器、叠片形电容器、长方形电容器、珠状电容器、方块状电容器和异形电容器等多种．
（5）按引出线的不同分：有轴向引线型电容器、径向引线型电容器、同向引线型电容器和无引线型(贴片式)电容器等多种．
铝电解电容器结构图如图2所示
特性
1、标称电容量（NominalCapacitance）指在测试频率120Hz时所测得之电容量，电容量与金属（铝箔）相对面积及介质常数成正比，与两极间距离成反比。C=εA/d
2、电容量误差（CapacitanceTolerance）K（±10%）,M（±20%）,V（-10～+20%）
3、额定工作电压（RatedWorkingVoltage）（WV）在最高工作温度下，电解电容可以承受之最高直流电压。
4、突波电压（SurgeVoltage）（SV）在最高工作温度下，电解电容器可以承受之相当瞬间最高峰值电压。
5、工作温度范围（OperatingTemperatureRange）25～+85℃,-40～+85℃,-25～+105℃,-40～+105℃
6、等效串联电阻（EquivalentSeriesResistance）（ESR）（电极电阻+电解质电阻+介质损失）。ESR=DF/2πfC
7、泄漏电流（LeakageCurrent）（LC）电容器施加直流电压，经规定时间后继续流通之最大直流电流。I≦0.01CVor3μAWhicheverisgreater（上示公式须视不同系列产品而定。）
8、涟波电流（RippleCurrent）（RC）在最高工作温度及120Hz（or100KHz）频率下，电解电容器可以承受之最高交流电流。（温度/频率补正系数）
9、低温特性（LowTemperatureCharacteristics）是指在-25℃/-40℃时，与在常温20℃之最大阻抗比。
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