在使用数字电桥LCR表测量电容的等效串联电阻（ESR）出现负数，属于异常现象。因为ESR是电容内部电极电阻、电解质电阻、引线电阻等的总和，理论上始终为正值。负数结果通常是由测量原理偏差、参数设置错误、仪器状态异常或样品寄生特性干扰导致，需从以下维度逐步排查原因并解决：

 

ESR（EquivalentSeriesResistance）是电容“非理想特性”的体现，本质是电流通过电容时的“损耗性电阻”，物理上不存在负电阻（负电阻需外部提供能量，与电容的被动元件属性矛盾）。LCR表测量ESR的原理是：通过施加特定频率的交流信号，测量电容阻抗的实部（R）和虚部（Xc，容抗），其中低频下（如100Hz/1kHz，适配电解电容）电容的阻抗实部近似等于ESR。若实部测量为负，说明测量系统的“误差信号”抵消了真实ESR，导致计算结果异常。

 

1.最常见：测量参数设置错误

数字电桥LCR表的测量结果高度依赖“频率、信号强度、测量模式”的匹配性，参数错配是导致负ESR的首要原因。

错误类型	原理分析	解决方法
测试频率不匹配	不同类型电容的ESR需对应特定频率 （如电解电容用100Hz/1kHz，MLCC用10kHz/100kHz）：   -频率过高（如用1MHz测电解电容）： 电容的寄生电感（Lp） 开始起作用，此时阻抗从“容性”转为“感性”， 阻抗实部可能因电感损耗与电容ESR抵消，甚至出现负值；   -频率过低：信号穿透电容电解质能力弱，测量信噪比低，误差放大。	按电容类型选择标准频率：   -铝电解/钽电解电容：100Hz（大容量）或1kHz（小容量）；   -MLCC（多层陶瓷电容）：10kHz~100kHz；   -薄膜电容：1kHz~10kHz。
测量模式选错（串联/并联）	LCR表有“串联（Series）”和“并联（Parallel）”两种等效电路模式：   -电容的ESR是串联等效电阻，必须用“串联模式”测量；   -若误选“并联模式”，仪器会计算“并联等效电阻（Rp）”， 当ESR极小时（如MLCC，ESR<10mΩ）， Rp与ESR的换算关系（Rp≈(Xc)²/ESR） 可能因Xc计算误差导致结果异常，甚至负数值。	确认仪器模式为“Series（S）”，而非“Parallel（P）”； 部分仪器标注为“Z-S”或“ESR-S”。
测试信号强度不足	若LCR表的测试电压（如0.1V）或电流（如1mA）过低， 电容的真实ESR信号被环境噪声覆盖， 仪器误将“噪声导致的负偏差”计入实部，出现负ESR。	提高测试信号强度：   -电压调至0.5V~1V（避免超过电容额定电压的10%）；   -电流调至5mA~10mA（适配中低ESR电容）。

 

数字电桥LCR表需定期校准以消除寄生参数（测试线、夹具的电阻/电容/电感），若校准失效或硬件故障，会直接导致测量偏差。

-未做“开路/短路校准”

 测试前未消除测试线和夹具的寄生影响：  

 -开路校准：用于消除测试线的寄生电容（若未校准，测量时会将寄生电容的容抗误计入样品，导致阻抗实部计算偏差）；  

 -短路校准：用于消除测试线的串联电阻和寄生电感（若未校准，测试线电阻会与样品ESR抵消，小ESR样品易出现负数值）。  

 解决方法：  

 1.将测试夹具的两个探头完全分开（无负载），按仪器“OpenCal”键完成开路校准；  

 2.将两个探头短接（用金属片连接），按“ShortCal”键完成短路校准；  

 3.校准后重新测量，观察ESR是否恢复正值。

-仪器长期未校准（溯源校准）

 若LCR表超过校准周期（通常1年），内部基准电路（如标准电阻、电容）漂移，导致测量精度下降，甚至出现负数值。  

 解决方法：联系仪器厂商或第三方计量机构进行溯源校准（如ISO校准），获取校准证书后再使用。

-测试线/夹具接触不良

 测试线老化（内部导线断裂）、夹具探头氧化（接触电阻增大），会导致信号传输不稳定，阻抗实部测量出现随机正负偏差。  

 解决方法：  

 1.更换新的LCR专用测试线（避免用普通导线，其寄生参数大）；  

 2.用酒精擦拭夹具探头，去除氧化层，确保探头与电容引脚紧密接触（建议用“四端测量”夹具，减少接触电阻影响）。

 

电容的“非理想特性”除了ESR，还包括寄生电感（Lp）和漏导（Gp），特定条件下这些寄生参数会干扰ESR测量；若电容本身损坏，也可能出现异常结果。

-寄生电感主导（高频下）

 所有电容都有寄生电感（如MLCC的叠层结构、引线电容的引脚），当测试频率超过电容的“自谐振频率（SRF）”时，电容的阻抗特性从“容性”转为“感性”，此时阻抗实部不再是ESR，而是“电感的等效串联电阻（ESL的电阻）”，若寄生电感的电阻与ESR抵消，可能出现负数值。  

 解决方法：降低测试频率至“自谐振频率以下”（可查电容datasheet的SRF曲线，如MLCC的SRF通常在10MHz以上，日常测ESR用10kHz即可避开）。

-电容损坏（击穿/漏电严重）

 若电容因过压、高温导致内部击穿，或电解质干涸（电解电容），会呈现“非线性阻抗特性”（如漏电电阻极小，甚至接近短路），LCR表的线性测量算法无法准确计算实部，可能输出负ESR。  

 解决方法：用万用表“电阻档”初步判断电容状态——  

 -电解电容：正常情况下，表笔接触引脚时应有“充电现象”（指针先摆到低阻，再缓慢回到高阻），若直接短路（电阻接近0）或开路（电阻无穷大），说明电容已损坏，需更换样品重新测量。

 

若测量环境存在强电磁干扰（如附近有大功率电机、变频器、高频设备），会导致数字电桥接收到的“测试信号”被噪声叠加，阻抗实部的测量值出现正负波动，甚至稳定为负数。  

解决方法：  

1.将数字电桥远离干扰源（至少1米以上）；  

2.使用屏蔽测试线（LCR专用，外层有金属屏蔽网），并将屏蔽层接地；  

3.关闭周围不必要的电子设备，减少环境噪声。

 

若出现负ESR，建议按以下顺序快速定位问题：  

1.检查参数：确认“串联模式”“正确频率”“信号强度≥0.5V”；  

2.校准仪器：执行“开路→短路”校准，若校准失败（仪器报错），更换测试线；  

3.验证样品：用万用表测电容是否损坏，更换同型号正常电容重新测量；  

4.排除干扰：转移仪器至无干扰环境，用屏蔽线测量。

 

通过以上步骤，90%以上的“负ESR”问题可解决。若排查后仍为负数，需考虑仪器硬件故障（如内部信号放大器损坏），联系厂商维修。如果超过保修期，也可以送我司检修后再报价。欢迎交流。