日置阻抗分析儀的基本測量原理

agitek2008

      日置阻抗分析儀是一種電子測試儀器。它可以測量復數電阻隨測試頻率的變化。阻抗是表征電子元器件，電子電路和元件材料的一個很重要的參數。另外，阻抗分析可以還被應用到介電材料，比如生物組織，食品和地質樣本中。
　　日置阻抗分析儀的原理是通過相敏檢測，同時測量器件在掃頻測試過程中的電流和電壓。阻抗分析儀的主要參數分別是頻率范圍，阻抗范圍，阻抗幅值的精度和相位精度。更進一步的還包括測量速度，以及在測試中施加電壓或者電流偏置的功能 。
　　日置阻抗分析儀測得的阻抗包含阻抗幅值，實部，虛部，以及由電壓和電流造成的相位(差)。根據等效電路模型，一些阻抗參數包括電導，電感和電容，即可被輕松的計算并顯示出來。
　　阻抗分析儀一般能夠提供高精度的阻抗測量，比如0.05%的基本精度，從μHz到GHz的頻率范圍，從μΩ 到 TΩ的幅值范圍, 同時還有10 mdeg 的相位精度。
　　LCR的基本測量原理
　　LCR測試儀是用來測量被稱為阻抗的這種物理量的測量儀器。阻抗的符號為"Z"，表示的是交流電流流過的困難程度。可以通過流過被測物的電流"I"和兩端電壓"V"求出。
　　阻抗在作為復平面上的矢量來表示，因此使用LCR測試儀不光測量電流有效值和電壓有效值之比，還測量電流波形和電壓波形的相位差。


　　LCR測試儀的測量回路：自動平衡電橋法
　　作為LCR測試儀的測量回路，較多采用的回路方式之一就是"自動平衡電橋法"。有Hc、Hp、Lp、Lc的4端子，并將所有端子連接被測物。回路概略和各端子的功能請參考如下內容。
　　Hc：
　　將控制頻率、振幅的測量信號外加在被測物的發生端子。
　　可控制范圍為頻率幾mHz～幾MHz，振幅5mV～5V。
　　Hp:
　　檢測被測物的Hi端電位。檢測回路的輸入阻抗非常高，無電壓下降，能準確進行電位檢測。
　　Lp：
　　檢測被測物的Lo端電位。
　　Lc：
　　通過檢測電阻將流過被測物的電流進行電壓轉換并檢測。讓Lc端子的電位保持為OV。


　　▶ LCR測試儀的測量回路：二端子法/五端子法/四端子對法
　　采用了自動平衡電橋法的LCR測試儀，其4端子全都是BNC連接器。為了不讓外部干擾混入測量信號或檢測信號中，使用了覆蓋屏蔽的同軸構造。檢測回路的構造一般分為五端子法和四端子對法。
　　可以解決構造最簡單的二端子法的不足。
　　二端子法：
　　和被測物是以二端子來接觸的構造。測量值是包含了配線電阻和接觸電阻的結果，當被測物為低阻抗時影響會更大。而且，線間存在雜散電容，因此高頻下測量或高阻抗測量時，測量信號不光會流過被測物也會流過雜散電容，從而產生誤差。
　　五端子法：
　　由于信號電流用電纜和電壓檢測用電纜是獨立分開的，因此可以降低配線電阻或接觸電阻的影響。而且，通過使用帶屏蔽層的電纜，讓屏蔽層之間的電位相同來降低雜散電容的影響。是一種能夠降低低阻抗還是高阻抗測量中產生誤差的方式。
　　四端子對法：
　　降低由測試電流引起的磁場影響，是一種能夠降低低阻抗到高阻抗測量中產生誤差的方式。通過利用電纜的絕緣層并將正向電流和反向電流相疊加，可以消除所產生的磁場。


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