日置阻抗分析仪的基本测量原理

agitek2008

      日置阻抗分析仪是一种电子测试仪器。它可以测量复数电阻随测试频率的变化。阻抗是表征电子元器件，电子电路和元件材料的一个很重要的参数。另外，阻抗分析可以还被应用到介电材料，比如生物组织，食品和地质样本中。
　　日置阻抗分析仪的原理是通过相敏检测，同时测量器件在扫频测试过程中的电流和电压。阻抗分析仪的主要参数分别是频率范围，阻抗范围，阻抗幅值的精度和相位精度。更进一步的还包括测量速度，以及在测试中施加电压或者电流偏置的功能 。
　　日置阻抗分析仪测得的阻抗包含阻抗幅值，实部，虚部，以及由电压和电流造成的相位(差)。根据等效电路模型，一些阻抗参数包括电导，电感和电容，即可被轻松的计算并显示出来。
　　阻抗分析仪一般能够提供高精度的阻抗测量，比如0.05%的基本精度，从μHz到GHz的频率范围，从μΩ 到 TΩ的幅值范围, 同时还有10 mdeg 的相位精度。
　　LCR的基本测量原理
　　LCR测试仪是用来测量被称为阻抗的这种物理量的测量仪器。阻抗的符号为"Z"，表示的是交流电流流过的困难程度。可以通过流过被测物的电流"I"和两端电压"V"求出。
　　阻抗在作为复平面上的矢量来表示，因此使用LCR测试仪不光测量电流有效值和电压有效值之比，还测量电流波形和电压波形的相位差。


　　LCR测试仪的测量回路：自动平衡电桥法
　　作为LCR测试仪的测量回路，较多采用的回路方式之一就是"自动平衡电桥法"。有Hc、Hp、Lp、Lc的4端子，并将所有端子连接被测物。回路概略和各端子的功能请参考如下内容。
　　Hc：
　　将控制频率、振幅的测量信号外加在被测物的发生端子。
　　可控制范围为频率几mHz～几MHz，振幅5mV～5V。
　　Hp:
　　检测被测物的Hi端电位。检测回路的输入阻抗非常高，无电压下降，能准确进行电位检测。
　　Lp：
　　检测被测物的Lo端电位。
　　Lc：
　　通过检测电阻将流过被测物的电流进行电压转换并检测。让Lc端子的电位保持为OV。


　　▶ LCR测试仪的测量回路：二端子法/五端子法/四端子对法
　　采用了自动平衡电桥法的LCR测试仪，其4端子全都是BNC连接器。为了不让外部干扰混入测量信号或检测信号中，使用了覆盖屏蔽的同轴构造。检测回路的构造一般分为五端子法和四端子对法。
　　可以解决构造最简单的二端子法的不足。
　　二端子法：
　　和被测物是以二端子来接触的构造。测量值是包含了配线电阻和接触电阻的结果，当被测物为低阻抗时影响会更大。而且，线间存在杂散电容，因此高频下测量或高阻抗测量时，测量信号不光会流过被测物也会流过杂散电容，从而产生误差。
　　五端子法：
　　由于信号电流用电缆和电压检测用电缆是独立分开的，因此可以降低配线电阻或接触电阻的影响。而且，通过使用带屏蔽层的电缆，让屏蔽层之间的电位相同来降低杂散电容的影响。是一种能够降低低阻抗还是高阻抗测量中产生误差的方式。
　　四端子对法：
　　降低由测试电流引起的磁场影响，是一种能够降低低阻抗到高阻抗测量中产生误差的方式。通过利用电缆的绝缘层并将正向电流和反向电流相叠加，可以消除所产生的磁场。


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