LCR数字电桥是用来参量的仪器,通常包含Z,Y,θ,,Rp,X,G,B,Ls,Lp,Cs,Cp,Q,D等测量项目,为什么要测量阻抗呢?今天安泰测试就给大家科普一下LCR数字电桥:
什么是阻抗?
在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的所起的阻碍作用叫做阻抗。不管是数字电路工程师还是射频工程师,都在关注各类器件的阻抗,比如在音响器材中,阻抗是常常提及的重要参数。
阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。
电阻,电容,电感的公式:
XR=R;
XL=wL=2πfL;
XC==1/(wC)=1/(2πfC);
LCR数字电桥原理
最早的阻抗测量用的是方法,如图,随着现代模拟和数字技术的发展,现代阻抗测量大都使用自动平衡电桥法,不仅测出阻抗,还可以直接显示L-Q,C-D,R-D和Z-Q电感电容值参数等。
选型方法
LCR数字电桥根据被测器件需要的频率、电平进行主机选型;
LCR数字电桥根据被测器件封装进行夹具选型;
LCR数字电桥根据被测器件是否需要直流偏置,选配偏压盒、偏流盒;
测试技巧
1、什么时候加偏压盒?
当需要测试带有直流偏置的元器件时,比如的导通电容,需要加偏压测试;类似的,在需要加直流电流偏置时,可以选用偏流盒;
2、品质因子Q和损耗因子D的电学含义:
的品质因子Q是表明器件接近纯电抗的程度,品质因子越大,说明电抗的绝对值越大,实部串联电阻越小,能量损耗小。
对于来说,表示纯度的这一项通常用耗散因素(D),D=1/Q;因此D越小,电容容抗越大,效能越好。
3、LCR表的内阻30、50、100Ω如何选择?
为了降低铁心材料的非线形,测电感一般用大内阻100欧姆,降低测试信号电平;为了与其他家型号的测试仪进行数据对比,必须保证与其有相同的信号源内阻模式。其他阻抗为可提供的选择,与厂家规定的内阻测试条件一致即可。
30Ω可类比于:CH107X/GR1689
100Ω可类比于:HP4284A/E4980A/Cha3250
10Ω/CC可类比于:CH106X/WK3245
50Ω可类比于:HK3532
另外,10/100内阻模式:当用户需要用100kHz测量1uF~10uF的CBB的损耗时,可以使用这种内阻模式,可以提高测量结果特别是损耗因子的稳定性。
4、为什么说LCR电桥很难测高Q和低D器件,比如片式多层陶瓷电容器?
LCR电桥Q值和D值测量是依据如下图原理公式计算得来:
假定Q=10,0则ESR为1/100的XL。可见,ESR在Z=ESR+j*X中L占的分量比较小,所以仪器或测量环境引起ESR微弱的变化都会被放大100倍,反应出的现象就是:Q值稳定性不好或测量数据跳动较大。同样的道理也适用于电容D的测量。
用户能做的就是尽量选择好一点的测试夹具改善效果,原则:能用0m的不要用1m的,能用4端测量不要用2端测量。