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)。
選擇合適的LCR 數(shù)字電橋
Selecting theBest LCR Meter
1．選擇LCR 數(shù)字電橋的目的
The Purposesof Selecting LCR Meter
一般地，LCR 數(shù)字電橋用于三個(gè)方面的目的。
A）**評(píng)價(jià)元件的性能，保證元件在使用條件下滿(mǎn)足要求。為對(duì)元件作出**的評(píng)價(jià)，需要儀器能提供高準(zhǔn)確度、強(qiáng)大的功能，能對(duì)元件與多種條件的相關(guān)性作出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。如新元件的研究與開(kāi)發(fā)，計(jì)量檢定部門(mén)作檢測(cè)、量值傳遞等。
B）元件生產(chǎn)線(xiàn)快速檢測(cè)或進(jìn)貨檢驗(yàn)。這種目的對(duì)于儀器的測(cè)量條件是特定的。如提供快速的分選以提高效率，特定的頻率、電平及其它一些所需要的功能等。
C）大致估計(jì)使用元件的性能。與B）所要求的低一些，僅需了解元件的一般性能，且無(wú)快速的分選要求。同惠LCR 數(shù)字電橋型號(hào)的劃分也基本按照這三種要求決定。
2．選擇LCR 數(shù)字電橋關(guān)心的主要方面
SeveralAspects of Selecting LCR Meter
A） 測(cè)量準(zhǔn)確度Measurement Accuracy
測(cè)量準(zhǔn)確度是反映儀器性能的主要指標(biāo)之一。確切了解所需儀器的準(zhǔn)確度是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)元件優(yōu)劣的關(guān)鍵。一般地，儀器準(zhǔn)確度應(yīng)比測(cè)量元件的技術(shù)指標(biāo)高3—5 倍。更為重要的是，通常儀器樣本或其它宣傳資料給出的是在某種條件下的*高準(zhǔn)確度，這是*能產(chǎn)生混淆之處，應(yīng)了解被測(cè)量元件在測(cè)量頻率下呈現(xiàn)的阻抗及對(duì)應(yīng)測(cè)量條件下的儀器準(zhǔn)確度是否滿(mǎn)足測(cè)量要求。
充分了解儀器的測(cè)量準(zhǔn)確度是極為重要的，而且準(zhǔn)確度與所給定的測(cè)試條件密切相關(guān)，如電平、速度、溫度等。以下試舉一例來(lái)加以說(shuō)明即使在產(chǎn)品樣本上給定基本準(zhǔn)確度相同，實(shí)際是有很大區(qū)別的，我們以TH2818、TH2828 兩款產(chǎn)品加以說(shuō)明。
TH2818：頻率20Hz—300KHz，基本準(zhǔn)確度0.05%
TH2828：頻率20Hz—1MHz，基本準(zhǔn)確度0.05%
假定儀器測(cè)試條件均為慢速、電平1Vrms、溫度20oC，對(duì)100pF、10nF 電容器進(jìn)行測(cè)試，評(píng)估其在不同頻率下的測(cè)量準(zhǔn)確度：
表一. 典型頻率準(zhǔn)確度比較表
容量 | 型號(hào) | 100Hz | 1kHz | 10kHz | 40KHz |
100pF | TH2818 | 4.06 | 0.59 | 0.13 | 0.11 |
TH2828 | 0.3 | 0.15 | 0.05 | 0.05 |
10nF | TH2818 | 0.08 | 0.05 | 0.05 | 0.10 |
TH2828 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
容量 | 型號(hào) | 100kHz | 200kHz | 300kHz | 500kHz | 1MHz |
100pF | TH2818 | 0.10 | 0.25 | 0.65 | ------ | ------ |
TH2828 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 0.10 |
10nF | TH2818 | 0.10 | 0.25 | 0.65 | ------ | ------ |
TH2828 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 0.10 |
從表一可以看出，相同基本準(zhǔn)確度的儀器，在不同量值被測(cè)件和不同頻率下其準(zhǔn)確度是有很大區(qū)別的。
B）測(cè)試信號(hào)頻率與電平Test Signal Frequency andLevel
測(cè)試頻率、電平是元件檢測(cè)需確定的首要參數(shù)，也是反映元件要素相關(guān)性的*重要內(nèi)容，對(duì)正確選擇LCR 電橋是極為重要的。
C）儀器附件和選件Instruments Accessories &Optional
同惠儀器出廠時(shí)給定了附件的標(biāo)準(zhǔn)配置。有時(shí)需測(cè)定元件的形狀與尺寸與標(biāo)準(zhǔn)配置不符，這便需要另外選擇符合要求的測(cè)試夾具，有時(shí)可能需自己制造測(cè)試夾具。合理適用的測(cè)試夾具是進(jìn)行元件準(zhǔn)確測(cè)量的保證。
D）儀器價(jià)位Instrument’sPrice
購(gòu)買(mǎi)儀器前，應(yīng)確定需要儀器的性能和功能，將購(gòu)買(mǎi)預(yù)算進(jìn)行估算。一般地，儀器定價(jià)是根據(jù)頻率、準(zhǔn)確度、性能等要素綜合確定的。經(jīng)過(guò)多年的努力，同惠低頻（≤2MHZ）LCR 電橋的技術(shù)水平已具備了替代國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品的能力。相同檔次的國(guó)產(chǎn)儀器與進(jìn)口產(chǎn)品相比，價(jià)格相差2—6 倍。我們的忠告是：選擇性能先進(jìn)，技術(shù)保障能力強(qiáng)，信譽(yù)及服務(wù)良好的國(guó)產(chǎn)品牌。
LCR數(shù)字電橋?qū)з?gòu)及選型
LCR數(shù)字電橋的其它功能
OtherFunctions of LCR Meter
一般地，LCR 數(shù)字電橋尚有其它功能，特別是隨著測(cè)量技術(shù)和微處理技術(shù)的飛速發(fā)展，LCR 數(shù)字電橋在不斷地給用戶(hù)發(fā)展各種新的性能和功能。準(zhǔn)確靈活地使用這些功能，往往在測(cè)量時(shí)會(huì)起到事半功倍的效果。
1．開(kāi)路OPEN/短路SHORT 清“0” Open and Short Clearing“0”
在第三節(jié)敘述了元件的分布參數(shù)是檢測(cè)元件必須考慮的問(wèn)題，在測(cè)試時(shí)，測(cè)試夾具也存在許多分布參數(shù)，這些均會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。解決此問(wèn)題的方法便是進(jìn)行開(kāi)路OPEN/短路SHORT 清“0”。首先將測(cè)試夾具的分布參數(shù)看作一線(xiàn)形網(wǎng)絡(luò)，其存在的分布參數(shù)綜合為集中參數(shù)分析，
a）測(cè)試引線(xiàn)引起的參數(shù)，該參數(shù)使用短路清“0”消除；
b）測(cè)試端間的分布參數(shù)，該參數(shù)使用開(kāi)路清“0”消除。圖5 表示了儀器測(cè)試端等效圖。
2．負(fù)載校準(zhǔn)Load Calibration
負(fù)載校準(zhǔn)是一種**的儀器校準(zhǔn)方法?？梢允箖x器在高于儀器原有準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上測(cè)量元件，主要使用于下述兩種情況：a）當(dāng)有更準(zhǔn)確的元件并需對(duì)同規(guī)格元件進(jìn)行更高準(zhǔn)確度的測(cè)量；
b）統(tǒng)一現(xiàn)場(chǎng)所有LCR 數(shù)字電橋的測(cè)試數(shù)據(jù)。
3．測(cè)試信號(hào)檢測(cè)Test SignalMonitoring
施加于被測(cè)件的電平是十分重要的。實(shí)際施加于被測(cè)件上的電平（電壓或電流）與儀器信號(hào)源阻抗有關(guān)，雖然儀器電平相同，若信號(hào)源阻抗不同，實(shí)際施加于被測(cè)件上的電平就不同。同惠有多個(gè)品種具有被測(cè)件電流、電壓監(jiān)視功能。
4．自動(dòng)電平控制Auto Level Control
根據(jù)三.2 的論述，對(duì)某些與信號(hào)電平相關(guān)性強(qiáng)的器件，保持施加恒定的測(cè)試信號(hào)電平（電壓或電流）是非常重要的。TH2818、TH2819、TH2828/A/S 具備了電平的自動(dòng)控制功能，這對(duì)相關(guān)性強(qiáng)的元件的測(cè)量是極為有用的。
5．信號(hào)源輸出阻抗Signal Source OutputImpedances
傳統(tǒng)LCR 電橋的信號(hào)源阻抗隨著量程的變化而變化的，這樣，不同的元件測(cè)量時(shí)的實(shí)際電平變化極大，這對(duì)某些器件的測(cè)量是不合理的。國(guó)際先進(jìn)及認(rèn)可的輸出阻抗方法為100Ω 如Agilent4284A、Agilent4980A、Agilent4263B 等。為兼顧與傳統(tǒng)儀器的一致性，同惠大多產(chǎn)品可由用戶(hù)鍵盤(pán)選擇輸出阻抗。
6．列表掃描List Sweep
鑒于元件對(duì)頻率、電平、直流偏置電壓、直流偏置電流的相關(guān)性。同惠有多個(gè)品種儀器可對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行列表掃描（見(jiàn)《同惠LCR 測(cè)試儀器選擇指南》）。即對(duì)多點(diǎn)頻率（或電平、偏壓、偏流）掃描測(cè)量，并將測(cè)量值同時(shí)顯示，還可對(duì)測(cè)試值進(jìn)行比較判別。偏流的列表掃描需與同惠的電感偏流源配合使用。
7．測(cè)試端配置Measurement TerminalsDisposal
傳統(tǒng)的LCR 數(shù)字電橋提供了五端測(cè)試端配置。這種配置有效解決了引線(xiàn)電阻對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響及測(cè)試端子對(duì)地的分布電容。然而，五端配置阻抗測(cè)試下限為10mΩ，且不能解決測(cè)試線(xiàn)間相互電磁藕合的影響，表現(xiàn)為低阻抗測(cè)試時(shí)使用開(kāi)而文測(cè)試電纜時(shí)引線(xiàn)位置的移動(dòng)便會(huì)造成測(cè)試結(jié)果的變化。TH2828/A/S 的四端對(duì)配置方法不僅阻抗測(cè)試下限達(dá)到1mΩ，且有效解決測(cè)試線(xiàn)間電磁耦合的影響。（參見(jiàn)《用于元件測(cè)試的端接技術(shù)》一文）
8．元件的圖形分析能力Component’s Graphics AnalysisAbility
TH2818/TH2828S 可提供頻率響應(yīng)分析、交流電壓特性分析、直流偏置電壓/電流特性分析等諸多分析能力。建立在10mHz/1mHz 頻率分辨率基礎(chǔ)上，TH2818/TH2828S 自動(dòng)元件分析儀提供了功能強(qiáng)大的元件頻率響應(yīng)分析功能。此功能可在任意頻率范圍進(jìn)行元件主、付參數(shù)的頻率響應(yīng)分析，并以圖形方式進(jìn)行顯示，這對(duì)于元件的研發(fā)、元件全性能的評(píng)估無(wú)疑有重要的意義。尤其對(duì)壓電器件的分析提供了極為重要的手段，參見(jiàn)《壓電器件測(cè)試的超值解決方案》一文。
9．測(cè)量范圍、*大顯示范圍、顯示位數(shù)
Measurement Range, Max. Display Range, Display Digits
多測(cè)量頻率、多測(cè)量參數(shù)的元件測(cè)試儀器在其技術(shù)說(shuō)明書(shū)或產(chǎn)品樣本上是很難準(zhǔn)確描述某參數(shù)的測(cè)量范圍的。表示儀器測(cè)量范圍的因素主要決定于：a）被測(cè)件阻抗大小，這是影響測(cè)量范圍的主要原因；b）實(shí)際被檢測(cè)電平的大下；c）儀器A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率，測(cè)量速度的加快必然使分辨率降低而影響測(cè)量范圍；d）電磁干擾、溫度、濕度等的影響。在此情況下，技術(shù)參數(shù)中表示的測(cè)量范圍并不能在所有情況均適用，有時(shí)便表示為*大顯示范圍。測(cè)量范圍與*大顯示范圍的概念是不同的。顯示位數(shù)表明儀器可提供穩(wěn)定讀數(shù)的能力，位數(shù)多但讀數(shù)不穩(wěn)定是無(wú)意義的。
10．變壓器測(cè)量功能Transform MeasuringFunction
變壓器是一種多參數(shù)的電子元件，包含有初/次級(jí)電感、互感、漏感、圈數(shù)比，初/次級(jí)電容、直流電阻等。同惠有多種LCR 數(shù)字電橋提供變壓器測(cè)試能力，TH2818XA/XB/XC 作為專(zhuān)用的自動(dòng)變壓器測(cè)試系統(tǒng)提供了變壓器測(cè)試的完整解決方案。
11．接口功能Interface Function
儀器的接口是其重要的功能。一般地，接口可分為兩類(lèi)：
a）通訊接口。主要有IEEE-488 通用并行接口和RS-232C 通用串行接口兩種。當(dāng)前LAN 通訊接口與USB 通訊接口逐漸成為儀器通訊能力的新的選擇。
通訊接口為數(shù)據(jù)的交換、儀器的遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成、測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析提供了手段。針對(duì)儀器的通訊接口，同惠還可提供計(jì)算機(jī)操作控制界面，并可根據(jù)客戶(hù)需求研發(fā)專(zhuān)門(mén)的統(tǒng)計(jì)分析軟件。
b）分選接口，亦稱(chēng)HANDLER 接口。能使儀器與元件的機(jī)械處理系統(tǒng)配合使用，如元件的自動(dòng)分選系統(tǒng)等。HANDLER 接口應(yīng)具備結(jié)果輸出口（*好與儀器電氣隔離）與聯(lián)絡(luò)信號(hào)，聯(lián)絡(luò)信號(hào)包括：START（測(cè)試啟動(dòng)）信號(hào)、EOC（ADC 完成）信號(hào)、BUSY（CPU 忙）信號(hào)。不具備聯(lián)絡(luò)信號(hào)的HANDLER 接口是不完善的。
c) USB數(shù)據(jù)外存接口。同惠有多種儀器具備USB 盤(pán)外存接口，可將儀器參數(shù)設(shè)定等統(tǒng)一存儲(chǔ)于U 盤(pán)，方便客戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存或用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編輯。
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