第6章阻抗测量1要点解析.ppt

6.2.1电阻标准 1）标准概况 电阻计量标准器具分为一等和二等两个等级 一等电阻标准包括10-3Ω，10-2Ω，10-1Ω，1Ω，10Ω，102Ω，103Ω，104Ω，105Ω9个标称值及一等电阻标准装置。二等电阻标准除上述9个标称值及电阻标准装置外，还有106Ω和107Ω及其相应装置。 电阻工作计量器具有13个标称值,从10-4Ω到108Ω.每个标称值又有0.00005级到0.2级不等的7到9个准确度等级。 电压端子 2）标准电阻器 水银罩 电流端子 插入温度表 无感线圈的锰铜电阻线 (a)构造 电流端子 电流端子 电压端子 (b) 外观 图6-8 标准电阻器 6.2.2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 6.2.3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%。 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 6.3阻抗的模拟测量法 6.3.1 电压电流法 6.3.2 电桥法 6.3.3 谐振法测量元件参数 6.3.4 Q值测量 6.3.1 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： * 伏安法的理论根据是欧姆定律，即R=U/I。 具体方法是直接测量被测电阻上的端电压和流过的电流， 再计算出电阻值。 对于下图;通常在直流状态下用伏安法测量电阻，它与低 频（如50～100Hz）状态下测量结果相差很小，而不必选用交 流仪表。 由于伏安法是实现阻抗定义的方法，下面介绍的一些阻抗测量 方法，从原理上讲大多都属伏安法。 图7.6　伏安法测量直流电阻 (a) 第一种方案 (b)　第二种方案 6.3.2 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 D 交流电桥 2)交流四臂电桥 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 3） 变压器耦合臂电桥 两电桥的平衡条件都为 电压比例臂构成的桥路 电流比例臂构成的桥路 D D 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 ③屏蔽不良引起误差 寄生耦合和外界电磁场的干扰也会引起误差。 6.3.3谐振法测量元件参数 谐振法测量原理图 当回路达到谐振时: （1）直接测量 谐振法直接测电容 振荡器 当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（如虚线所示），调回路至谐振，然后接入被测电容CX 当CX较大时CX应和CS串联接入 （2）替代法： ①并联替代法 并联替代法测量电感的原理图 信号源 串联替代法测电感 ②串联替代法 ?阻抗的数字测量法原理图  缓冲放大器 数字显示器 相敏检波器 A/D转换器 CPU RAM ROM 相位参考基准 6.4 阻抗的数字测量法 智能化LCR测量仪的基本组成 选择开关1 测试信号源 可变衰减器 相敏检波器 放大器 滤波器 选择开关2 积分器 比较器 单片微机系统 显示器 功能选择 自由轴发生器 V/I转换器 双斜积分 信号调理 - + A1 A2 A3 + - + - 小 结 ① 阻抗测量有多种方法 ② 电桥主要用来测量低频元件 ③ Q表主要用来测量高频元件 ④ 阻抗的数字测量法 * 在电子技术中，随着频率及电路形式的不同，可分为： 集总参数电路：频率在数百兆赫以下的集总参数电路元件(如电感线圈、电容器、电阻器等)。元件尺寸波长 （300MHz, λ=1m） 分布参数电路：频率在数百兆赫以上