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LCR測試儀的原理與應用

來源:深圳市環(huán)越精度科技有限公司   2021年09月01日 09:37   3508
簡介:
LCR
測試儀
就是能夠測量電感、電容、電阻、阻抗的儀器,是利用電橋原理制成的一種測量儀器,能進行比較精確的測量。它具有人性化操作界面,操作簡單等特點。LCR測試儀又名LCR數(shù)字電橋、LCR測量儀、LCR表等等。它能以較低的預算來滿足生產線質量保證、進貨檢驗、電子維修業(yè)對器件的測試要求。
 
欲了解LCR數(shù)字電橋詳細產品資料請點擊
主要功能:

1、測量的參數(shù):L-Q,C-D,R-D和Z-Q
2、清零校正功能
3、顯示方式:直接讀數(shù)顯示
4、量程保持功能:在批量測試具有相同標稱值元件時,該功能可有效提高測量速度
5、等效方式:串聯(lián)或者并聯(lián)等效方式結果輸出
6、數(shù)據(jù)保持:該功能能夠將測試數(shù)據(jù)結果保持在屏幕上


工作原理:
LCR測試儀的測量對象為阻抗元件的參數(shù),包括交流電阻R、電感L及其品質因數(shù)Q,電容C及其損耗因數(shù)D。因此,又常稱LCR測試儀為LCR電橋。其測量用頻率自工頻到約100千赫。基本測量誤差為0.02%,一般均在0.1%左右。
LCR測試儀原理如圖所示。圖中DUT為被測件,其阻抗用Zx表示,Rr為標準電阻器。切換開關可分別測出兩者的電壓Ux與Ur,于是有下式:
平衡式電橋測試原理
Zx = Ux/Ix = Rr * Ux/Ur
此式為一相量關系式。如使用相敏檢波器(PSD)分別測出Ux和Ur對應于某一參考相量的同相量分量和正交分量,然后經模數(shù)轉換(A/D)器將其轉化為數(shù)字量,再由計算機進行復數(shù)運算,即可得到組成被測阻抗Zx的電阻值與電抗值。
從圖中的線路及工作原理可見,LCR測試儀只是繼承了電橋傳統(tǒng)的稱呼。實際上它已失去傳統(tǒng)經典交流電橋的組成形式,而是在更高的水平上回到以歐姆定律為基礎的測量阻抗的電流表、電壓表的線路和原理中。
 
正確使用方法
LCR測試儀來測量零部件時,與試樣之間的“連接”容易成為引起測量誤差的原因。以下是進行這種“連接”的方法、以及測量誤差校正方法的要點。
LCR測試儀與試樣的連接方法
用LCR測試儀來測量零部件的參數(shù)時,其關鍵問題在于測量誤差。首先是LCR測試儀本身的內部誤差,還存在各種各樣的原因,而與試樣的連接所引起的誤差,就是其中之一。
由于LCR測試儀的型號不同,可能的連接方法也會有區(qū)別,以下是五種連接方法的各自特點。一般來說,連接方法越麻煩,越能準確地進行測量。
2端子法:雖然連接容易,但是由于接觸電阻、連接電纜的串聯(lián)阻抗(r)、連接電纜以及端子之間的雜散電容(Cs)會引起較大的誤差,如果不是中等數(shù)量級的阻抗,那么測量誤差就會比較大。
3端子法:對測試電纜和試樣進行屏蔽,通過抑制雜散電容,減少對于高阻抗零部件的測量誤差。主要可用于測量較小的電容量。
4端子法:設置獨立的電壓檢測電纜,以消除由于測試電纜的串聯(lián)阻抗所引起的電壓降和接觸電阻的影響等,是一種減少低阻抗零部件的測量誤差的方法。需要考慮由于電纜之間的互電感(M)所產生的影響。
如果使用在一個夾子上有2個相互絕緣的電極的開耳芬夾子,那么用2個夾子可以容易地進行4個端子的連接。
5端子法:是一種減少測量阻抗誤差的方法。
4端子對法:對于交流阻抗的測量,與直流測量不同,其特點是不會受到溫差電動勢的影響。但是,由于電流電纜與電壓電纜之間的電磁感應,測量的頻率越高,要想測量低阻抗就越困難。對于這個問題,可以利用電纜的屏蔽層,使電流的去路和歸路相互重疊,以抑制磁通量的產生,由此來減少由于電磁感應所引起的殘留阻抗。
對電流電壓變換部分進行控制,由此使試樣一端(Lp端子對)的電壓接近于零。即使Lc端子對上的電壓也接近于零,但是由于電流的去路與歸路相互重疊,所以也能抑制電磁感應的影響。

校正誤差
為了減少測量誤差,LCR測試儀具有若干校正功能。校正值根據(jù)頻率和阻抗的量程不同會有所不同,所以進行全范圍的校正要花費很多時間。
零點校正:當LCR測試儀的零點漂移對于測量值不能忽略時,就需要進行零點校正。因為零點漂移會隨著電纜和電極的物理配置不同而變化,所以進行開路和閉路的零點校正時,必須與連接零部件時的電纜布線、電極間隔等相同。
負荷校正:除了測量夾具等不同所引起的零點漂移以外,如果還有不能夠忽略的測量誤差,那么可以進行負荷校正,以提高測量精確度。即使對于沒有負荷校正功能的LCR測試儀,也能夠對各個阻抗量程和頻率求取校正系數(shù),自己進行校正。



關鍵詞:測量儀器
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