阻抗測(cè)量基礎(chǔ)
我們?nèi)粘J褂没蚬S生產(chǎn)的無(wú)源元件(主要指各種電感、電容、電阻)均標(biāo)有一定的數(shù)值,從使用的角度說(shuō)已確定了該元件的數(shù)值(標(biāo)稱(chēng)值),實(shí)際上存在下列三個(gè)因素需要對(duì)元件進(jìn)行測(cè)量:
1. 工廠生產(chǎn)的元件均標(biāo)有一定的偏差,使用元件是否滿足該偏差要求,需要進(jìn)行測(cè)量方能獲得準(zhǔn)確數(shù)值。
2. 工廠生產(chǎn)的元件是在某特定條件下獲得(如測(cè)試頻率、測(cè)試電平、偏置電平等),與使用條件不盡相同,而使用者更多地需了解實(shí)際使用條件下元件的參數(shù)狀況。
3. 實(shí)際上,理想單純的電感器、電阻器、電容器是不存在的。所有元件并非理想器件,包含有各種寄生參數(shù),因此還需對(duì)元件的寄生情況進(jìn)行測(cè)量,這對(duì)元件的正確使用來(lái)說(shuō)是極其重要的。
以電容器C 為例(見(jiàn)圖一),寄生參數(shù)包括引線電阻RS 和電感LS,材料的絕緣電阻RP2,電容器兩端的分布電容CP 和電阻RP1。有些寄生參數(shù)在使用條件下可以忽略,但有些是絕對(duì)不能忽略的。以上述電容器為例,當(dāng)容量C 較大時(shí),引線電阻RS 是主要發(fā)熱部件,該值過(guò)大,在高頻大電流使用時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生炸裂的嚴(yán)重后果。

圖1 實(shí)際電容器寄生參數(shù)分布情況
阻抗Z(參見(jiàn)阻抗參數(shù)理論一文)表示為在對(duì)一電子裝置或電路施加某一定頻率的正弦交流電時(shí)所遇到的總阻力。其在復(fù)數(shù)平面上以矢量表示。也可以阻抗的倒數(shù)導(dǎo)納Y(Y=1/Z)表示。見(jiàn)圖2。元件阻抗是一復(fù)雜的量值,且隨施加其上的信號(hào)頻率和電壓的變化而變化,LCR 數(shù)字電橋的測(cè)量目的不僅是測(cè)量電感(L)、電容(C)、電阻(R),還需獲得描述元件的各種參數(shù):阻抗Z、電抗X、導(dǎo)納Y、電導(dǎo)G、電納B、損耗D、品質(zhì)因素Q、相位角θ。
儀器測(cè)量時(shí)并不直接測(cè)量某單個(gè)參數(shù),而是測(cè)量復(fù)阻抗,然后按照其相互關(guān)系轉(zhuǎn)換成所需測(cè)量參數(shù)。

圖二 阻抗的矢量表示及轉(zhuǎn)換式
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