LCR測(cè)試儀能準(zhǔn)確并穩(wěn)定地測(cè)定各種各樣的元件參數(shù),主要是用來測(cè)試電感、電容、電阻的測(cè)試儀。它具有功能直接、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn),能以較低的預(yù)算來滿足生產(chǎn)線質(zhì)量保證、進(jìn)貨檢驗(yàn)、電子維修業(yè)對(duì)器件的測(cè)試要求。
LCR測(cè)試儀測(cè)試原理:
Vx與Vr均是矢量電壓表,Rr是理想電阻。自平衡電橋的意思是:當(dāng)DUT(DeviceUnderTest)接入電路時(shí),放大器的負(fù)反饋配置自動(dòng)使得OP輸入端虛地。Vx準(zhǔn)確測(cè)定DUT兩端電壓(DUT的Low電位是0),Vr與Rr測(cè)得DUT電流Ix,由此可計(jì)算Zx。
HP4275的測(cè)試端Hp,Hc,Lp,Lc(下標(biāo)c代表current,下標(biāo)p代表Potential),Guard(接地)的配置可導(dǎo)致測(cè)試的誤差的差異。
提高精度的方法是:1,Hp,Lp,Hc,Lc盡量接近DUT;2,減小測(cè)試電流Ix的回路面積&磁通量(關(guān)鍵是分析Ix,要配合使用Guard與Cable最小化回路面積);3,使用Gurard與Cable構(gòu)建地平面中斷信號(hào)線間的電場(chǎng)連接,雖然會(huì)增加信號(hào)線的對(duì)地電容(對(duì)地電容不影響測(cè)試結(jié)果),但是會(huì)減少信號(hào)線的互容。
Guard與Cable的對(duì)地寄生阻抗(Zhg,Zlg)不影響測(cè)試結(jié)果,電橋平衡時(shí)Zlg的兩端電壓是0,流向Rr的電流不會(huì)被Zlg分流,Zhg的分流作用不影響Hp的電壓測(cè)量。
隨著現(xiàn)代模擬和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,早已經(jīng)淘汰了LRC電橋這種測(cè)量方法,但LCR電橋的叫法一直沿用至今。如果是使用了微處理器的LCR電橋則叫LCR數(shù)字電橋。一般用戶又稱這些為:LCR測(cè)試儀、LCR電橋、LCR表、數(shù)字電橋、LCR Meter等等。
電橋測(cè)試儀測(cè)量原理
Vx與Vr均是矢量電壓表,Rr是理想電阻。自平衡電橋的意思是:當(dāng)DUT(Device Under Test)接入電路時(shí),放大器的負(fù)反饋配置自動(dòng)使得OP輸入端虛地。Vx準(zhǔn)確測(cè)定DUT兩端電壓(DUT的Low電位是0),Vr與Rr測(cè)得DUT電流Ix,由此可計(jì)算Zx。
HP4275的測(cè)試端Hp,Hc,Lp,Lc(下標(biāo)c代表current, 下標(biāo)p代表Potentail),Guard(接地)的配置可導(dǎo)致測(cè)試的誤差的差異。
提高精度的方法是:
1、Hp,Lp,Hc,Lc盡量接近DUT;
2、減小測(cè)試電流Ix的回路面積&磁通量(關(guān)鍵是分析Ix,要配合使用Guard與Cable最小化回路面積);
3、使用Gurard與Cable構(gòu)建地平面中斷信號(hào)線間的電場(chǎng)連接,雖然會(huì)增加信號(hào)線的對(duì)地電容(對(duì)地電容不影響測(cè)試結(jié)果),但是會(huì)減少信號(hào)線的互容。
Guard與Cable的對(duì)地寄生阻抗(Zhg,Zlg) 不影響測(cè)試結(jié)果,電橋平衡時(shí)Zlg的兩端電壓是0,流向Rr的電流不會(huì)被Zlg分流,Zhg的分流作用不影響Hp的電壓測(cè)量。
LCR測(cè)試儀一般用于測(cè)試電感和電容。測(cè)量步驟如下:
設(shè)置測(cè)試頻率
測(cè)試電壓或者電流水平
選擇測(cè)試參數(shù),比如Z、Q、LS(串聯(lián)電感)、LP(并聯(lián)電感)、CS(串聯(lián)電容)、CP(并聯(lián)電容)、D等
儀器校準(zhǔn),校準(zhǔn)主要進(jìn)行開路、短路校準(zhǔn),高檔的儀器要進(jìn)行負(fù)載校準(zhǔn)
選擇測(cè)試夾具
夾具補(bǔ)償
將DUT放在夾具上開始測(cè)試。
如何正確地測(cè)量電子零部件的參數(shù)?
電阻、電容、電感是電子線路中必定使用的零部件。在進(jìn)行電子線路的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確地測(cè)量這些零部件的值是極其重要的。測(cè)量這些零部件的值,一般使用LCR測(cè)試儀。
用LCR測(cè)試儀來測(cè)量零部件時(shí),與試樣之間的“連接”容易成為引起測(cè)量誤差的原因。本特集介紹進(jìn)行這種“連接”的方法、以及測(cè)量誤差校正方法的要點(diǎn)。
LCR測(cè)試儀與試樣的連接方法?。?br/> 用LCR測(cè)試儀來測(cè)量零部件的參數(shù)時(shí),其關(guān)鍵問題在于測(cè)量誤差。首先是LCR測(cè)試儀本身的內(nèi)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(cè)試儀的型號(hào)不同,可能的連接方法也會(huì)有區(qū)別,在此我們整理一下五種連接方法的各自特點(diǎn)。一般來說,連接方法越麻煩,越能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)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(huì)引起較大的誤差,如果不是中等數(shù)量級(jí)的阻抗,那么測(cè)量誤差就會(huì)比較大。
3端子法:對(duì)測(cè)試電纜和試樣進(jìn)行屏蔽,通過抑制雜散電容,減少對(duì)于高阻抗零部件的測(cè)量誤差。
主要可用于測(cè)量較小的電容量。
4端子法:設(shè)置獨(dú)立的電壓檢測(cè)電纜,以消除由于測(cè)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(cè)量誤差的方法。需要考慮由于電纜之間的互電感(M)所產(chǎn)生的影響。
如果使用在一個(gè)夾子上有2個(gè)相互絕緣的電極的開耳芬夾子,那么用2個(gè)夾子可以容易地進(jìn)行4個(gè)端子的連接。
5端子法:是一種減少測(cè)量阻抗誤差的方法。
4端子對(duì)法:對(duì)于交流阻抗的測(cè)量,與直流測(cè)量不同,其特點(diǎn)是不會(huì)受到溫差電動(dòng)勢(shì)的影響。但是,由于電流電纜與電壓電纜之間的電磁感應(yīng),測(cè)量的頻率越高,要想測(cè)量低阻抗就越困難。對(duì)于這個(gè)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(chǎn)生,由此來減少由于電磁感應(yīng)所引起的殘留阻抗。
對(duì)電流電壓變換部分進(jìn)行控制,由此使試樣一端(Lp端子對(duì))的電壓接近于零。即使Lc端子對(duì)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(yīng)的影響。
如何才能校正誤差?
為了減少測(cè)量誤差,LCR測(cè)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(huì)有所不同,所以進(jìn)行全范圍的校正要花費(fèi)很多時(shí)間。
這里,對(duì)零點(diǎn)校正和負(fù)荷校正進(jìn)行解說。
零點(diǎn)校正:當(dāng)LCR測(cè)試儀的零點(diǎn)漂移對(duì)于測(cè)量值不能忽略時(shí),就需要進(jìn)行零點(diǎn)校正。因?yàn)榱泓c(diǎn)漂移會(huì)隨著電纜和電極的物理配置不同而變化,所以進(jìn)行開路和閉路的零點(diǎn)校正時(shí),必須與連接零部件時(shí)的電纜布線、電極間隔等相同。
負(fù)荷校正:除了測(cè)量夾具等不同所引起的零點(diǎn)漂移以外,如果還有不能夠忽略的測(cè)量誤差,那么可以進(jìn)行負(fù)荷校正,以提高測(cè)量精確度。即使對(duì)于沒有負(fù)荷校正功能的LCR測(cè)試儀,也能夠?qū)Ω鱾€(gè)阻抗量程和頻率求取校正系數(shù),自己進(jìn)行校正。
為了進(jìn)行負(fù)荷校正,首先需要準(zhǔn)備好標(biāo)準(zhǔn)器具或者已知準(zhǔn)確值的零部件。在進(jìn)行了零點(diǎn)校正之后,再測(cè)量已知準(zhǔn)確值的標(biāo)準(zhǔn)阻抗Zstd,如果得到的測(cè)量值為Zms,那么就按照以下公式來求出校正系數(shù)。