Елена, я плохо понял вопрос, поэтому, возможно, отвечу невпопад.
Переформулирую: имеется чёрный ящик с чем-то вроде емкости, из него торчат два провода. Требуется измерить напряжение и емкость на проводах.
Я бы попробовал параллельно подключить известную емкость
Вначале Со разряжена (К2 замкнут), К1 разомкнут, измерили напряжение на мембране (на Сх). Обозначили его Uo.
Теперь К2 разомкнут, К1 замкнут, измеряем напряжение Ue.
Напряжения на параллельных емкостях равны, заряд сохраняется:
СхUo = CxUe+CoUe
Cx считается.
Временных параметров процесса не понимаю, поэтому для начала подключил бы цифровой осциллограф , посмотрел как меняется напряжение на мембране и разложил в фурье.
Возможно неплохо кроме К1 поставить сопротивление и измерить ток перезарядки. Заодно прояснится активное сопротивление мембраны.