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電學(xué)文章
LCR數(shù)字電橋選型方法以及測試技巧

發(fā)布時(shí)間: 2021-11-19   瀏覽次數(shù):   作者:邁昂科技

      LCR數(shù)字電橋是用來測量電感、電容、電阻參量的儀器,通常包含Z,Y,θ,Rs,Rp,X,G,B,Ls,Lp,Cs,Cp,Q,D等測量項(xiàng)目,為何要測量阻抗呢?今天邁昂測試就給大家科普一下LCR數(shù)字電橋


什么叫阻抗?

在具有電阻、電感和電容的電路里,對(duì)電路中的電流所起的阻礙作用叫做阻抗。無論是數(shù)字電路工程師還是射頻工程師,都是在關(guān)注各類器件的阻抗,例如在音響器材中,阻抗是常常提及的重要基本參數(shù)。


    阻抗常用Z表示,是一個(gè)復(fù)數(shù),實(shí)部稱為電阻,虛部稱為電抗,其中電容在電路中對(duì)交流電所起的阻礙作用稱為容抗,電感在電路中對(duì)交流電所起的阻礙作用稱為感抗,電容和電感在電路中對(duì)交流電引起的阻礙作用總稱為電抗。


電阻,電容,電感的阻抗計(jì)算公式:
XR=R;
XL=wL=2πfL;
XC==1/(wC)=1/(2πfC);
LCR數(shù)字電橋原理

最早的阻抗測量用的是電橋方法,如圖,隨著現(xiàn)代模擬和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代阻抗測量大都使用自動(dòng)平衡電橋法,不僅測出阻抗,還可以直接顯示L-Q,C-D,R-D和Z-Q電感電容值基本參數(shù)等。


選型方法
LCR數(shù)字電橋根據(jù)被測器件需要的頻率、電平進(jìn)行主機(jī)選型;
LCR數(shù)字電橋根據(jù)被測器件封裝進(jìn)行夾具選型;

LCR數(shù)字電橋根據(jù)被測器件是否需要直流偏置,選配偏壓盒、偏流盒;


測試實(shí)用技巧
1、什么時(shí)候加偏壓盒?

當(dāng)需要測試帶有直流偏置的元器件時(shí),例如二極管的導(dǎo)通電容,需要加偏壓測試;類似的,在需要加直流電流偏置時(shí),可以選用偏流盒;


2、品質(zhì)因子Q和損耗因子D的電學(xué)含義:

電感器的品質(zhì)因子Q是表明器件接近純電抗的程度,品質(zhì)因子越大,說明電抗的絕對(duì)值越大,實(shí)部串聯(lián)電阻越小,能量損耗小。

相對(duì)于電容器來說,表示純度的這一項(xiàng)通常用耗散因素(D),D=1/Q;因此D越小,電容容抗越大,效能越好。


3、LCR表的內(nèi)阻30、50、100Ω如何選擇?

為了降低鐵心材料的非線形,測電感一般用大內(nèi)阻100歐姆,降低測試信號(hào)電平;為了與其他家型號(hào)的測試儀進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比,必須保證與其有相同的信號(hào)源內(nèi)阻模式。其他阻抗為可提供的選擇,與廠家規(guī)定的內(nèi)阻測試條件一致即可。


30Ω可類比于:CH107X/GR1689
100Ω可類比于:HP4284A/E4980A/Chroma3250
10Ω/CC可類比于:CH106X/WK3245
50Ω可類比于:HK3532
除此之外,10/100內(nèi)阻模式:當(dāng)使用者需要用100kHz測量1uF~10uF的CBB的損耗時(shí),可以使用這種內(nèi)阻模式,可以提高測量結(jié)果特別是損耗因子的穩(wěn)定性。


4、為什么說LCR電橋很難測高Q和低D器件,比如說MLCC片式多層陶瓷電容器?
LCR電橋Q值和D值測量是依據(jù)如下圖原理公式計(jì)算得來:
假定Q=10,0則ESR為1/100的XL。由此可見,ESR在Z=ESR+j*X中L占的分量比較小,所以儀器或測量環(huán)境引起ESR微弱的變化都會(huì)被放大100倍,反應(yīng)出的現(xiàn)象就是:Q值穩(wěn)定性不好或測量數(shù)據(jù)跳動(dòng)較大。同樣的道理也適用于電容D的測量。


使用者能做的就是盡量選擇好一點(diǎn)的測試夾具改善效果,原則:能用0m的不要用1m的,能用4端測量不要用2端測量。

 
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