第5章阻抗测量要点解析.ppt

§5.1 概述 一、集总参数元件特性表征 1. 阻抗定义及表示方法 阻抗：对流经器件或电路电流的总抵抗能力。 理想电容 二、元件参数测量的基本技术 谐振法 电压电流法 RF电压电流法 自动平衡电桥法 网络分析法 2.仪器分类 3. 测试连接头 阻抗的连接图、示意图和测量范围 § 5.2 阻抗标准 一、电阻标准 1、标准概况 2、标准电阻器 二、电容标准 1、标准概况 2、标准电容器 三、电感标准 1、标准概况 2、标准电感器 § 5.3 阻抗的模拟测量法 一、 电压电流法 二、 电桥法 三、 谐振法测量元件参数 四、 Q值测量 一、 电压电流法 电压-电流法又叫伏安法，即利用欧姆定律，用测量的电压值和电流值计算被测阻抗值： 被测器件的导纳为： 二、电桥法 1、电桥的平衡条件 用指数形式表示 上式必须同时满足 交流情况下，必须调节两个以上的元件才能使电桥平衡。 实用电桥设计： ① 电桥两臂采用纯电阻； ② 若相邻两臂为纯电阻，则另外两臂阻抗性质必须相同，同为容性或同为感性； ③若相对两臂为纯电阻，则另外两臂阻抗性质必须相反，一个是容性阻抗，一个是感性阻抗； 2、交流四臂电桥 3、变压器耦合臂电桥 两电桥的平衡条件都为 4、电桥法测量集总参数元件的误差 ①标准元件值的误差 ②电桥指示器的误差（灵敏度不够） ③屏蔽不良引起误差 （如寄生耦合和外界电磁场的干扰引起的误差）。 三、谐振法测量元件参数 1、直接测量 3、替代法测电感 （1） Q 表组成原理及测量原理 Q表是根据谐振原理制成的，又称为品质因素测量仪。它由高频振荡器、测量电路和输入、输出指示器等组成。 二、电容标准 1、标准概况 标准电容器分为三等。一等和二等标准电容量具采用标称值分别为1PF，10PF，100pF和1000PF的标准电容器。它们的差别在不确定度和年稳定度。 三等标准电容量具采用标称值为10-4PF～1F的标准电容器。 2、标准电容器 端子1 端子2 接地端 (b)外观 水晶 极板 蔽罩 端子1 端子2 接地端 (a)构造 标准电容器条件： （1）电容量不受频率和温度的影响； （2）介电损耗小； （3）绝缘好，耐反压高。 2、标准电感器 1.5 1 1 线圈 大理石 (a)构造面（剖面图 ） R L C (b)等效电路图 三、电感标准 1、标准概况 采用标称值为1μH-10000H的标准电感器作为标准电感量具。标准电感量具分成0.01级、0.02级、0.05级 、0.1级、0.2级、0.5级和1.0级，对应的级别指数a为0.01，0.02，0.05，0.1，0.2，0.5和1.0，对应的最大允许误差δ和年稳定度γ为a%。 D 交流电桥 直流电桥，4臂都是纯电阻，不考虑相位问题。 精密万用电桥方框图 平衡调节机构 测量桥路 平衡指示电路 显示电路 电源 测量信号源 关键装置 测量电阻：惠斯登电桥； 测量电容：电容比较电桥； 测量电感：海氏电桥； G 惠斯登电桥 D 电容比较电桥 D 海氏电桥 电压比例臂构成的桥路 电流比例臂构成的桥路 D D 各绕组端电压与匝数成正比 各绕组电流与匝数成反比 要求：标准臂阻抗性质与被测阻抗性质相同。 特点：准确度高，稳定性高，抗干扰能力强。 谐振法测量原理图 当回路达到谐振时: 测量精度比交流电桥法低； 线路简单，比高频电桥容易实现； 常用于测高频电路参数。 并联谐振法测电容 振荡器 适用于CX较小时 选择适当电感 L(不必为标准电感)，接入标准可变电容CS，调至较大值Cs1，调信号源频率，使回路谐振。然后并联接入被测电容CX ，保持信号源频率不变，再次调Cs至CS2，使回路谐振。 直接根据谐振公式测量。 未考虑仪器寄生参数的影响，需要修正。 2、替代法测电容 适用于当CX较大时 串联谐振法测电容 振荡器 选择适当电感 L(不必为标准电感)，将1、2短路，接入标准可变电容CS，调至较小值Cs1，调信号源频率，使回路谐振。然后串联接入被测电容CX ，保持信号源频率不变，再次调Cs至CS2，使回路谐振。 1 2 并联替代法测量电感 信号源 串联替代法测电感 用于测较小电感 用于测较大电感 4、 Q 值测量 Q 表的基本组成框图 高频振荡器 C1、C2组成分压电路，其中U1作为谐振回路的信号电压。C