LCR表,也稱為LCR測試儀或電橋,是一種專為測試電感、電容、電阻而設(shè)計(jì)的儀器。其阻抗測量原理及精度提升方法詳細(xì)如下:
一、LCR表阻抗測量原理
LCR表阻抗測量原理基于交流電路中的阻抗測量,具體過程如下:
1.信號施加:LCR表通過向被測元件(DUT)施加特定頻率的交流信號,該信號可以是電壓信號或電流信號。
2.響應(yīng)測量:接著,LCR表測量DUT對這個(gè)信號的響應(yīng),即通過DUT的電流和DUT兩端的電壓。
3.阻抗計(jì)算:根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫定律,LCR表通過測得的電流和電壓值來計(jì)算DUT的阻抗。在串聯(lián)電路中,可以通過V=IR直接計(jì)算電流從而得到阻抗;在并聯(lián)電路中,則需要根據(jù)KCL來計(jì)算電流,進(jìn)而得到阻抗。
此外,LCR測試儀還采用了自動平衡電橋法來提高測量精度。這種方法通過自動調(diào)節(jié)電橋的平衡,使得被測元件與標(biāo)準(zhǔn)元件在電學(xué)性能上達(dá)到平衡狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)對被測元件電學(xué)參數(shù)的精確測量。自動平衡電橋法具有測量速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn),是LCR測試儀中常用的測量手段。
二、精度提升方法
為了確保LCR表測量的準(zhǔn)確性,可以采取以下方法來提升測量精度:
1.合理配置測試端:合理配置LCR表的測試端,如Hp、Lp、Hc和Lc,使它們盡可能接近被測設(shè)備(DUT),以減小測量誤差。
2.減小回路面積:精心分析測試電流Ix,并通過巧妙運(yùn)用Guard與Cable來最小化回路面積和磁通量,以減少誤差。
3.利用Guard與Cable:利用Guard與Cable構(gòu)建地平面中斷信號線間的電場連接,盡管會增加信號線的對地電容(對測試結(jié)果無影響),但卻能有效減少信號線的互容,進(jìn)一步提升測試精度。
4.選擇合適的測試參數(shù):根據(jù)被測元件的特性,選擇合適的測試頻率、電壓或電流水平以及測試參數(shù)(如阻抗、品質(zhì)因子、串聯(lián)電感、并聯(lián)電感、串聯(lián)電容、并聯(lián)電容以及損耗因子等),以提高測量的準(zhǔn)確性。
5.校準(zhǔn)儀器:定期對LCR表進(jìn)行校準(zhǔn),包括開路和短路校準(zhǔn),以及可能的負(fù)載校準(zhǔn),以確保儀器的準(zhǔn)確性。
6.選擇適當(dāng)?shù)臏y試夾具:選擇與被測元件相匹配的測試夾具,并進(jìn)行夾具補(bǔ)償,以消除夾具對測量結(jié)果的影響。
7.多次測量取平均值:通過多次測量并取平均值來減少隨機(jī)誤差的影響。
8.保持溫度穩(wěn)定:在測量過程中保持溫度穩(wěn)定在一個(gè)較小的范圍內(nèi),以減少溫度對測量結(jié)果的影響。
9.選擇慢速測試速度:在可能的情況下,選擇慢速的測試速度,因?yàn)闇y試速度越快,精度可能越差。
LCR表阻抗測量原理基于交流電路中的阻抗測量和自動平衡電橋法。通過合理配置測試端、減小回路面積、利用Guard與Cable、選擇合適的測試參數(shù)、校準(zhǔn)儀器、選擇適當(dāng)?shù)臏y試夾具、多次測量取平均值、保持溫度穩(wěn)定以及選擇慢速測試速度等方法,可以顯著提升LCR表的測量精度。