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0 l8 `/ t2 c4 V5 Q: ]" `) [ 原标题:日置阻抗分析仪的基本测量原理 & G; ^- T2 E7 P
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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。 8 w% b9 J3 c( p
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 。
" @4 q8 b, D# q+ ]# F# l! E& w8 X 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。
% Q1 ]# @( a3 m" V! j0 b+ i- B 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。
1 N6 N4 b2 o* J& T/ d LCR的基本测量原理 ' n: R4 X7 e2 U# }; j0 f( J1 a
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。
9 J3 v; r! o) m 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。
) g! k& i k+ q" F. t1 I% U/ V  / K6 q# z H1 }0 C" e+ r
LCR测试仪的测量回路:自动平衡电桥法
' }2 Z d) Z( c3 K7 M 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。
% V. E! n3 H( A% ^- ` Hc:
q1 I( l& O. k6 F/ G 将控制频率、振幅的测量信号外加在被测物的发生端子。 * ]) N6 ~6 K& g
可控制范围为频率几mHz~几MHz,振幅5mV~5V。
/ |- q, a) v) m; G- i1 k3 O/ ` Hp:
" b: e2 V8 G- X 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。
5 {& s3 F; \ x, G Lp:
* }' u' Y; r+ L3 H& C: _ 检测被测物的Lo端电位。 + U" U& B) j4 w1 V
Lc:
, V/ F6 J6 @( k7 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。
+ v; l0 r" F7 ?+ o4 Y 
* a; i. R( j; g# f! q ▶ LCR测试仪的测量回路:二端子法/五端子法/四端子对法
8 {# A* \$ W' q0 u 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。
! w [/ v" h* r- A, ^8 O. c; M/ W) u 可以解决构造最简单的二端子法的不足。
% t0 f; g8 `7 M 二端子法:
' Q( {7 @6 q2 }4 p8 Z$ n, W" [ 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。
B& e( Y' r$ O( F0 Z& v 五端子法:
) k+ w5 W% D; U, d4 e% V 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。
/ j2 c3 }3 U1 S 四端子对法:
/ G5 u: v4 r* `- ~9 G 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。
$ E- J9 D; }7 ~ i) H7 K' D7 P  5 D. t6 @. f- ?4 `; z
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