阻抗测量的一般常识

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1、阻抗测量的一般常识

2、第11元件阻抗的测量我们日常使用或工厂生产的元件（主要指各种电感器、电容器、电阻器）均标有一定的数值，用户在使用中，由于存在下列3个因素，需要对元件进行再测量：1）出厂的元件均标有一定的偏差，使用元件是否满足该偏差要求，需要进行测量方能获得准确数值。2）出厂的元件是在某特定条件下获得（如测试频率、测试电平等），与使用条件不尽相同，而使用者需了解实际使用条件下元件的数值。3）实际上，所有元件并非理想器件，包含有各种寄生参数，因此还需对元件的寄生情况进行测量，这对元件的正确使用来说是极其重要的。以电容器C为例（见图1），包括引线电阻RS和电感L

3、S，材料的绝缘电阻RP1，电容器两端的分布电容CP和电阻RP2。有些寄生参数在使用条件下可以忽略，但有些是绝对不能忽略的。以上述电容器为例，当容量C较大时，引线电阻RS是主要发热部件，该值过大，在高频大电流使用时可能会产生炸裂的严重后果。500)this.style.ouseg(this)">阻抗Z表示在对一电子装置或电路施加某一定频率的正弦交流电时所遇到的总阻力。其在复数平面上以矢量表示，也可用导纳Y（Y=1/Z）表示，如图2示。500)this.style.ouseg(this)">元件阻抗是一复杂的量值，且随施加在其上的信号频率和电压的变化而变化，LCR

4、数字电桥的测量目的不仅是测量电感（L）、电容（C）、电阻（R），还需获得描述元件的各种参数：阻抗Z、电抗X、导纳Y、电导G、电纳B、损耗D、品质因素Q、相位角θ。仪器测量时并不直接测量某个参数，而是测量复阻抗，然后按照其相互关系转换成所需测量参数。2元件量值与特定要素的相关性一般地，每种LCR数字电桥均给出特定的测量条件，如测量频率、信号电平、直流偏置，这些条件的设定规定了仪器的适用范围。由于被测元件在各种使用条件下呈现不同的特性，因此正确认识元件与使用条件的相互规律——相关性，是非常重要的。仪器的测量条件应尽可能真实地反映元件的使用条件。1）测试信号频率相关

5、性所有元件均与信号频率有相关性。其变化的大小主要取决于元件寄生（杂散）参数的大小，使用仪器时可能考虑了串联和并联两种等效方式，真正的元件等效模式可能远比串联和并联等效复杂得多。图3大致表示了某些规格的电阻器、电感器、电容器的频率响应。500)this.style.ouseg(this)">2）测量信号电平相差性所有元件均存在信号电平的相关性。即在规定测试频率下，元件数值与信号电平的大小有关。有些元件数值对电平的变化不敏感，然而有些元件对信号电平具有极强的敏感性，如高K（高介电常数）值的陶瓷电容器，高导磁率的电感器等。因此，对此类器件规定其测量信号电平（电平或电

6、流）是非常重要的。如图4所示。500)this.style.ouseg(this)">3）直流偏置相关性元件与施加在其上的直流偏置电压或偏置电流存在相关性。在元件的各种使用场合，交流与直流信号叠加使用是极为普遍的。如二极管、三极管的结电容，高K的陶瓷电容器、电解电容器、带磁芯的电感器或变压器等。其上所叠加的直流电压或电流的不同便会引起参数的变化，某些器件参数可能会产生剧烈的变化。如图4(c)所示高K的陶瓷电容器施加直流偏置电压的变化情况。4）其它因素的相关性元件参数主要取决于上述几种条件。然而，以下的环境条件也是不能忽略的。如：时间（元件参数随时间的变化）、温

7、度、湿度、压力和磁场。综上所述，进行元件的测量不仅要考虑所需测量的参数，而且要正确考虑测量这些参数时所使用的相关条件，经常会由于测量条件选择不当而获得错误的结果。3选择合适的LCR数字电桥3.1选择LCR数字电桥的目的1）精确地评价元件的性能，保证元件在使用条件下满足要求。对元件值精确测量，这就要求仪器能提供高准确度和强大的功能，能对元件与多种条件的相关性作出准确的评价。如新元件的研究与开发，计量检定部门作检测、量值传递等。2）元件生产线快速检测或进货检验。出于这种目的测量，对仪器的测量条件要求是特定的。如提供快速的分选以提高效率，特定的频率、电平及其它一些所

8、需要的功能等。3）大致估计使用元件的性能。比2）所要求的低一些，仅需了解元件一般性能，且无快速的分选要求。3.2选择LCR数字电桥时应注意的问题1）测量准确度测量准确度是反映仪器性能的主要指标之一。确切了解所需仪器的准确度是准确评价元件优劣的关键。一般地，仪器准确度应比测量元件的技术指标高3倍～5倍。更为重要的是，通常仪器样本或其它宣传资料给出的是某种条件下的最高准确度，这是最易混淆之处，应了解被测量元件在测量频率下呈现的阻抗及对应测量条件下的仪器准确度是否满足测量要求。2）测试信号频率与电平测试频率、电平是元件检测需确定的首要参数，也是反映元件要素相关性的最

9、重要内容，对正确选择LCR电桥是极为重