老王教你土法上马：自制电容测量仪，十块钱搞定！

老王教你土法上马：自制电容测量仪，十块钱搞定！

大家好，我是老王，一个在电子垃圾回收站混了三十年的老家伙。今天，我就来跟你们这些年轻人说说，怎么用垃圾堆里捡来的元件，自己做一个电容测量仪。别跟我提那些学院派的理论，咱要的是能用、好用、便宜！

1. 别跟我提那些花里胡哨的芯片！

市场上那些现成的电容测量芯片，要么贵，要么不好找。咱用最简单的元件搭一个，成本控制在十块钱以内！就用555定时器或者运放，搭一个简单的振荡电路。原理很简单，就是把电容值转换成频率或者电压，然后用万用表就能读出来。

1.1 555定时器方案

用555搭一个多谐振荡器，频率跟电容值成反比。电容越大，频率越低。直接用万用表的频率档测量频率，然后根据公式反推出电容值。

[手绘555电容测量仪原理图，包含555芯片，电阻R1, R2，待测电容Cx，以及电源VCC和接地GND。R1和R2决定了充放电时间，从而影响频率。标注R1=10kΩ，R2=20kΩ，VCC=5V]

计算公式：

$f = \frac{1.44}{(R_1 + 2R_2)C_x}$

其中，$f$是频率，单位Hz；$R_1$和$R_2$是电阻，单位Ω；$C_x$是待测电容，单位F。

1.2 运放方案

用运放搭一个积分电路，输入一个恒定电流，输出电压的变化率跟电容值成反比。电容越大，电压变化越慢。用万用表的电压档测量电压变化率，然后根据公式反推出电容值。

[手绘运放电容测量仪原理图，包含运放芯片，电阻R，待测电容Cx，以及恒流源I和接地GND。运放配置为积分器。标注R=10kΩ，I=1mA]

计算公式：

$\frac{dV}{dt} = \frac{I}{C_x}$

其中，$\frac{dV}{dt}$是电压变化率，单位V/s；$I$是恒定电流，单位A；$C_x$是待测电容，单位F。

2. 量程！量程！量程！

别告诉我你只能测几个pF的电容，咱要能测从几pF到几千uF的电容。怎么切换量程？用继电器！简单粗暴！用几个档位，每个档位对应不同的参考电容和电阻，切换继电器就能改变测量范围。

[手绘量程切换电路原理图，包含555芯片，多个电阻和电容组合，以及继电器。每个继电器对应一个量程，通过控制继电器的开关，切换不同的电阻和电容组合。标注每个档位对应的电阻和电容值]

用继电器切换不同的参考电容和电阻，就能改变测量范围。注意，每个档位都要校准！

3. 精度？凑合着用就行！

别跟我说要多高的精度，电子垃圾堆里捡来的元件，能用就不错了。重点讲怎么校准，用几个已知值的电容，调整可调电阻或者电位器，让测量值和实际值对应上。

校准步骤：

1. 选择一个已知值的电容，比如100pF。
2. 把电容接到测量仪上，调整可调电阻或者电位器，让万用表显示的频率或者电压对应到100pF。
3. 重复以上步骤，用几个不同值的电容进行校准。

土办法验证精度：

用两个相同值的电容并联，测量结果应该是单个电容的两倍。如果不是，说明精度有问题，需要重新校准。

4. 抗干扰！这是个大问题！

垃圾堆里的环境，电磁干扰那叫一个厉害。怎么屏蔽？用铁盒子！把电路板装在一个铁盒子里，接地！电源滤波也很重要，多加几个电容，滤掉那些乱七八糟的噪声。

判断干扰：

如果测量值不稳定，或者跳动很大，说明有干扰。可以尝试把测量仪放到不同的地方，看看干扰是否消失。

解决干扰：

1. 用铁盒子屏蔽。
2. 电源滤波，多加几个电容。
3. 接地！
4. 远离干扰源，比如手机、电脑。

5. 安全第一！

测量电容之前，一定要放电！特别是高压电容！别跟我说你不懂，小心电死你！在电路里加一个放电电阻，保证安全。提醒他们注意电源电压，别超过元件的额定值。

[手绘放电电路，包含一个电阻和一个开关。电阻一端连接电容的正极，另一端连接负极。开关控制电阻的连接与断开。]

6. 实战案例！

以前我在垃圾堆里看到过一个用555搭的电容测量仪，原理很简单，但是量程很小，只能测几个pF的电容。我把它改进了一下，加了几个继电器，切换不同的电阻和电容，量程就扩大了很多。还有一些用单片机的，那些太复杂了，不适合咱们这种土法上马。

[插入实际电路板照片，展示一个用555搭建的电容测量仪，并标注关键元件。]

改进建议：

1. 用铁盒子屏蔽，抗干扰。
2. 加一个放电电阻，保证安全。
3. 多档位切换，扩大量程。
4. 用可调电阻或者电位器进行校准。

好了，今天就讲到这里。记住，电子垃圾也是宝，只要用心，就能变废为宝！