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原标题:日置阻抗分析仪的基本测量原理
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日置阻抗分析仪是一种电子测试仪器。它可以测量复数电阻随测试频率的变化。阻抗是表征电子元器件,电子电路和元件材料的一个很重要的参数。另外,阻抗分析可以还被应用到介电材料,比如生物组织,食品和地质样本中。
) o9 a" Z; k& |# b* R7 q1 c 日置阻抗分析仪的原理是通过相敏检测,同时测量器件在扫频测试过程中的电流和电压。阻抗分析仪的主要参数分别是频率范围,阻抗范围,阻抗幅值的精度和相位精度。更进一步的还包括测量速度,以及在测试中施加电压或者电流偏置的功能 。
5 Y: [; S, p0 e6 f- Y! C) g) E+ v 日置阻抗分析仪测得的阻抗包含阻抗幅值,实部,虚部,以及由电压和电流造成的相位(差)。根据等效电路模型,一些阻抗参数包括电导,电感和电容,即可被轻松的计算并显示出来。 $ v% N5 K" F) s3 w; T/ C
阻抗分析仪一般能够提供高精度的阻抗测量,比如0.05%的基本精度,从µHz到GHz的频率范围,从µΩ 到 TΩ的幅值范围, 同时还有10 mdeg 的相位精度。
* ^4 w- a% d$ O) V. h; H' w LCR的基本测量原理
' k& i' B* J4 b2 ^# P# K LCR测试仪是用来测量被称为阻抗的这种物理量的测量仪器。阻抗的符号为"Z",表示的是交流电流流过的困难程度。可以通过流过被测物的电流"I"和两端电压"V"求出。 3 S! h4 n. p P
阻抗在作为复平面上的矢量来表示,因此使用LCR测试仪不光测量电流有效值和电压有效值之比,还测量电流波形和电压波形的相位差。
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LCR测试仪的测量回路:自动平衡电桥法
3 t O) J3 g7 b6 ^, k! ^ 作为LCR测试仪的测量回路,较多采用的回路方式之一就是"自动平衡电桥法"。有Hc、Hp、Lp、Lc的4端子,并将所有端子连接被测物。回路概略和各端子的功能请参考如下内容。
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/ d# v$ j6 s$ F9 R5 s 将控制频率、振幅的测量信号外加在被测物的发生端子。 / i/ R+ R4 v v3 T, {: R+ a
可控制范围为频率几mHz~几MHz,振幅5mV~5V。
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检测被测物的Hi端电位。检测回路的输入阻抗非常高,无电压下降,能准确进行电位检测。
8 D) O8 T" e+ N7 h Lp:
4 A- E' n9 q, K4 n5 q1 A 检测被测物的Lo端电位。 ( U) w- m1 L# q5 L$ ]
Lc:
9 o+ Y1 @4 ^5 [1 ?6 }% e 通过检测电阻将流过被测物的电流进行电压转换并检测。让Lc端子的电位保持为OV。
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+ r- s& d1 B+ m1 Z ▶ LCR测试仪的测量回路:二端子法/五端子法/四端子对法
1 `, u8 n% h( n$ w% H5 A. i' P0 \& x3 K 采用了自动平衡电桥法的LCR测试仪,其4端子全都是BNC连接器。为了不让外部干扰混入测量信号或检测信号中,使用了覆盖屏蔽的同轴构造。检测回路的构造一般分为五端子法和四端子对法。 $ S/ G2 I$ q; S/ R* {4 f* N
可以解决构造最简单的二端子法的不足。 / t6 ~% U f+ _ V6 }% Z% J" c, Q
二端子法: : @/ B9 Q$ T! h" N t+ P9 k
和被测物是以二端子来接触的构造。测量值是包含了配线电阻和接触电阻的结果,当被测物为低阻抗时影响会更大。而且,线间存在杂散电容,因此高频下测量或高阻抗测量时,测量信号不光会流过被测物也会流过杂散电容,从而产生误差。
8 R! D E( x. A9 N* ^* B 五端子法:
/ U4 H" P7 o# ^! H7 M 由于信号电流用电缆和电压检测用电缆是独立分开的,因此可以降低配线电阻或接触电阻的影响。而且,通过使用带屏蔽层的电缆,让屏蔽层之间的电位相同来降低杂散电容的影响。是一种能够降低低阻抗还是高阻抗测量中产生误差的方式。
# |+ X+ o( w K& [ 四端子对法:
7 x7 m X1 x. G% G( o/ U 降低由测试电流引起的磁场影响,是一种能够降低低阻抗到高阻抗测量中产生误差的方式。通过利用电缆的绝缘层并将正向电流和反向电流相叠加,可以消除所产生的磁场。
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4 V' b* I8 r/ Y6 I: {$ l9 S) ]$ A% U 以上文章由安泰测试整理,如果您在选型/使用过程还有什么问题,欢迎登录西安安泰测试https://www.agitek.cn返回搜狐,查看更多
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