Capacitatiemetingen

Capacitatiemetingen bestaan uit het bepalen van de elektrische capaciteit van een component, materiaal of systeem. Capaciteit is het vermogen om elektrische lading op te slaan in een elektrisch veld. Capacitatiemetingen zijn essentieel bij de kwaliteitsaudits van condensatoren, bij materiaalkunde voor dielectrice eigenschappen en bij de ontwikkeling van sensoren en elektronische circuits. De maat wordt uitgedrukt in farad, met subeenheden als pF, nF en µF.

De meest gebruikte meetinstrumenten zijn de LCR-meter, de capaciteitmeter en impedantieanalysatoren. LCR-meters meten de capaciteit (C) door middel van een wisselstroomsignaal en geven vaak ook de reactantie (Xc) en de dissipation factor (tan δ) weer. Brugmethoden zoals Schering- en Haybruggen zijn klassieke, hoge-precisie methoden voor bepaalde toepassingen. Impedantieanalyse laat toe om C en foe of de frequentieafhankelijke eigenschappen van een component te evalueren over een reeks frequenties.

Meetprincipes variëren. Bij de meeste praktische capacitatiemetingen wordt een kleine AC-spanning toegepast en wordt de verhouding tussen spanning en stroom gemeten om C af te leiden, vaak in combinatie met fasehoek. Tijdsdomeinmethoden, zoals meten van de RC-tijdconstante bij opladen/ontladen, dienen ook als alternatief. Bij hoge precisie kunnen bruggen en kalibratie met referentiestandaarden worden toegepast, soms onder specifieke temperatuur- en spanningscondities.

Nauwkeurigheid wordt beïnvloed door factoren zoals meetfrequentie, temperatuur, spanningsbias, parasitaire bedrading, lekkage en omgeving. Goede praktijken omvatten korte meetkabels, guard-omschrijvingen, drie-terminalmetingen en kalibratie met traceerbare normen. Capacitatiemetingen vind plaats in kwaliteitcontrole, materiaalonderzoek, PCB-productie en elektronica-ontwikkeling, gestuurd door normen zoals IEC en DIN. Typische meetbereiken variëren van enkele pF tot enkele µF, afhankelijk van het instrument en de testomstandigheden.