LCR表測量對象和測量使用方法以及測量原理

        LCR表是電子測量儀器中經(jīng)常使用的電子儀器，作為電子儀器的一員，LCR表經(jīng)常出現(xiàn)在高校實驗室和研究所里，但是對于剛接觸它的用戶來說，可能還不太了解。今天安泰測試就給大家介紹一下LCR表的測試原理和使用方法。

       LCR的含義：

　　L：電感(為了紀(jì)念物理學(xué)家Heinrich Lenz)，

　　C：電容(Capacitor)，

　　R：電阻(Resistance)，

　　數(shù)字LCR測試儀就是能夠測量電感，電容，電阻，阻抗的儀器，這是一個傳統(tǒng)習(xí)慣的說法，最早的阻抗測量用的是真正的LCR測試儀方法.

　　隨著現(xiàn)代模擬和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，早已經(jīng)淘汰了這種測量方法，但LCR測試儀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測試儀。一般用戶又稱這些為：LCR測試儀、LCRLCR測試儀、LCR表、LCR Meter等等。

　　LCR測試儀的使用方法

　　1、LCR測試儀的加電

　　首先將LCR測試儀電源線帶IEC一端接到電橋左后方的IEC插座上，另一端插入合適的電源插座上，搬動LCR測試儀左后方的船形開關(guān)，即使電橋通電。通電后，顯示器、量程及功能指示器隨之變亮。LCR測試儀可自動置于電感、電容測量檔，并聯(lián)等效及1KHz頻率狀態(tài)。正常情況下，內(nèi)部電路加電幾秒鐘后即能穩(wěn)定，便可進(jìn)行測量。

TH2816A型LCR數(shù)字電橋

　　2、LCR測試儀被測元件的接入方法

　　⑴通常徑向引線的元件可直接插入組合測試夾夾板內(nèi)，而接入特殊柔性引線的元件時，應(yīng)借助夾板離合器進(jìn)行，該離合裝置位于測試夾的正下方。

　　⑵接入軸向引線元件時，為避免扭折引線，可采用軸向轉(zhuǎn)接頭，先把這兩個配件分別插入測試夾的兩端，再將其間距調(diào)正到適合元件測量的位置，然后便將軸向引線元件插入兩端的配件夾內(nèi)。

　　⑶在軸向轉(zhuǎn)接頭必需相當(dāng)牢固定的場合，如在測量大量的同類元件時，需采用支撐板。

　　安裝支撐板：首先把軸向轉(zhuǎn)接頭調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢蒙希缓髮⒅伟鍛抑糜谳S向轉(zhuǎn)接頭上方，讓每個軸向轉(zhuǎn)接頭穿過支撐板上的槽縫，放好支撐板，將固定螺釘對準(zhǔn)LCR測試儀面板上的螺孔，zui后上緊螺釘。注意：安裝時不易將螺釘擰得過緊。

　　注意：本LCR測試儀雖能夠?qū)Τ潆婋娙萁尤霚y試進(jìn)行防護(hù)，但更好應(yīng)將充電電容經(jīng)適當(dāng)電阻放電后才進(jìn)行測量。

　　3、使用中注意LCR測試儀讀數(shù)及測量條件顯示

　　⑴LCR測試儀的6位顯示不一定全部是有效顯示，在某些測量中測量數(shù)據(jù)的未尾值可能跳動較大，應(yīng)舍去這些跳動數(shù)值，讀取其穩(wěn)定值。

　　(2)一般使用LCR測試儀自動量程進(jìn)行測量，以保證選擇到正確的量程，操作到手動方式可以觀察實際工作量程。應(yīng)用于同批同種測量元件的批量測試時，可以選擇量程鎖定模式工作。

　　(3)串--并聯(lián)指示

　　雖然LCR測試儀具有顯示串聯(lián)或并聯(lián)等效值的選擇性，但在不利的Q值情況下，用上述兩種方式均不可能獲得基本準(zhǔn)確度。當(dāng)需要改動某一顯示方式以便提高基本準(zhǔn)確度時，LCR測試儀通過下標(biāo)s表示串聯(lián)，下標(biāo)p表示并聯(lián)。

　　(4)頻率提示

　　200μF～2000μF的電容，200H～2000H的電感，測量頻率在100Hz只能獲得基本準(zhǔn)確度。同樣，200pF～2nF的電容和200μH～2mH的電感，只有在1KHz測量頻率上才能獲得基本準(zhǔn)確度，因此獲得更佳測試性能，應(yīng)選擇zui合適的測試頻率。

　　(5)測試電平顯示

　　高K陶瓷電容或高導(dǎo)磁磁性電感器等，對測試信號電平的大小較為敏感，不同的測試電平會產(chǎn)生相異的測量結(jié)果。同時，測試電平越低，測量穩(wěn)定性越差。

　　4、LCR測試儀的測量條件參考表

　　表 測量條件參考

　　元件名稱 測量頻率 串--并聯(lián)

　　電容<1μF 1KHz 并聯(lián)

　　電容≥1μF(非電解電容) 100Hz 并聯(lián)

　　電容≥1μF(電解電容) 100Hz 串聯(lián)(SER)

　　電感<1H 1KHz 串聯(lián)(SER)

　　電感≥1H 100Hz 串聯(lián)(SHR)

　　電阻<10KΩ 100Hz 串聯(lián)(SHR)

　　電阻≥10KΩ 100Hz 并聯(lián)

　　當(dāng)LCR測試儀在100Hz和1KHz頻率上，能同時提供串聯(lián)和并聯(lián)等效元件值時建議：一定型號和數(shù)值的元件應(yīng)采用一定的方式進(jìn)行測量。這樣做是為了獲得既最適合于元件的結(jié)構(gòu)形式，又最適合于元件常用的工作方式的測量。如大容量的電解電容器，常作為電源波濾元件，測量時會發(fā)現(xiàn)，1KHZ頻率上的電容值明顯低于100Hz頻率上的電容值。這種現(xiàn)象是由于這類元件的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)諸因素所構(gòu)成。因此，電解電容在100Hz頻率上測量的電容值是zui有用的，電解電容的損耗項通常在串聯(lián)等效電阻(ESR)上顯示，因此，應(yīng)該測量其串聯(lián)電容和串聯(lián)電阻值。

　　LCR測試儀的測試原理

　　數(shù)字LCR測試儀的測量對象為阻抗元件的參數(shù)，包括交流電阻R、電感L及其品質(zhì)因數(shù)Q，電容C及其損耗因數(shù)D。因此，又常稱數(shù)字LCR測試儀為數(shù)字式LCR測量儀。其測量用頻率自工頻到約100千赫。基本測量誤差為0.02%，一般均在0.1%左右。

　　數(shù)字LCR測試儀原理如圖所示。圖中DUT為被測件，其阻抗用Zx表示，Rr為標(biāo)準(zhǔn)電阻器。切換開關(guān)可分別測出兩者的電壓Ux與Ur，于是有下式：

　　平衡式LCR測試儀測試原理

　　Zx = Ux/Ix = Rr * Ux/Ur

　　此式為一相量關(guān)系式。如使用相敏檢波器(PSD)分別測出Ux和Ur對應(yīng)于某一參考相量的同相量分量和正交分量，然后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)器將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再由計算機(jī)進(jìn)行復(fù)數(shù)運(yùn)算，即可得到組成被測阻抗Zx的電阻值與電抗值。

　　從圖中的線路及工作原理可見，數(shù)字LCR測試儀只是繼承了LCR測試儀傳統(tǒng)的稱呼。實際上它已失去傳統(tǒng)經(jīng)典交流LCR測試儀的組成形式，而是在更高的水平上回到以歐姆定律為基礎(chǔ)的測量阻抗的電流表、電壓表的線路和原理中。

　　數(shù)字LCR測試儀可用于計量測試部門對阻抗量具的檢定與傳遞，以及在一般部門中對阻抗元件的常規(guī)測量。很多數(shù)字LCR測試儀帶有標(biāo)準(zhǔn)接口，可根據(jù)被測值的準(zhǔn)確度對被測元件進(jìn)行自動分檔;也可直接連接到自動測試系統(tǒng)，用于元件生產(chǎn)線上對產(chǎn)品自動檢驗，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。80年代中期，通用的誤差低于0.1%的數(shù)字LCR測試儀有幾十種。數(shù)字LCR測試儀正向著更高準(zhǔn)確度、更多功能、高速、集成化以及智能化程度方面發(fā)展。