電感器電橋法阻抗測(cè)量?jī)x ;  ;電感器電橋法阻抗測(cè)量?jī)x生物與特殊材料
. 生物傳感器 . :檢測(cè)生物分子結(jié)合引起的阻抗變化,如抗原-抗體反應(yīng) . 。
. 磁性材料 . :高頻下測(cè)量磁導(dǎo)率、渦流損耗,用于變壓器鐵芯設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵測(cè)試參數(shù)
. 頻率范圍 . :覆蓋毫赫茲至吉赫茲(如TH2838H支持20Hz-2MHz,超高頻儀器可達(dá)3GHz . )。
. 精度 . :典型誤差?0.05%(LCR電橋)至?0.08%(高端阻抗分析儀) . 。
通過(guò)寬頻掃描和溫度控制(-55?C至 150?C . ),阻抗分析儀可全面表征材料的動(dòng)態(tài)電學(xué)行為。
縱坐標(biāo)標(biāo)簽
顯示了坐標(biāo)系縱坐標(biāo)軸的刻度分布。當(dāng)坐標(biāo)系內(nèi)存在被測(cè)曲線時(shí),該區(qū)域會(huì)顯示當(dāng)前激活的曲線設(shè)置的縱坐標(biāo)刻度標(biāo)簽??v坐標(biāo)參考值(高亮顯示)可以在坐標(biāo)軸設(shè)置菜單中更改。同時(shí),也可以光標(biāo)功能菜單中,將選中光標(biāo)的縱坐標(biāo)值設(shè)置為參考值??v坐標(biāo)刻度分布、縱坐標(biāo)參考值等也可以在坐標(biāo)軸設(shè)置菜單中手動(dòng)更改或自動(dòng)設(shè)置。
光標(biāo)
光標(biāo)被用于讀取曲線上的測(cè)量值。一條曲線上最多可以顯示10個(gè)光標(biāo)。圖中光標(biāo)1的形狀代表被  ;激活光標(biāo),光標(biāo)2為未激活光標(biāo)。可以通過(guò)光標(biāo)設(shè)置菜單或者點(diǎn)擊光標(biāo)數(shù)值區(qū)域切換激活的光標(biāo)。同時(shí) 也可以通過(guò)在光標(biāo)設(shè)置菜單修改光標(biāo)所在位置,通過(guò)手指在坐標(biāo)系內(nèi)拖動(dòng)屏幕可以直接拖動(dòng)被激活光標(biāo) 的位置。
電子學(xué)
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模擬電路(如壓控振蕩器、放大器、濾波器和電源)及其組件(如諧振器和電感器)涉及諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)等阻抗參數(shù)對(duì)信號(hào)電平和頻率非常敏感的現(xiàn)象。
使用具有寬阻抗范圍的分析儀來(lái)了解它們的動(dòng)態(tài)行為,對(duì)于優(yōu)化運(yùn)行設(shè)計(jì)和提高效率至關(guān)重要。
測(cè)量顯示:最大的區(qū)別在于LCR計(jì)顯示的是瞬時(shí)阻抗值,而阻抗分析儀顯示的是頻率范圍內(nèi)的阻抗曲線。后者的圖形顯示提供了有關(guān)被測(cè)設(shè)備(DUT)行為的更詳細(xì)信息。這與萬(wàn)用表和示波器的區(qū)別類似。
信號(hào)頻率:LCR表以固定頻率進(jìn)行測(cè)量。阻抗分析儀掃描的是一個(gè)頻率范圍。
頻率范圍:LCR表通常只能測(cè)量較低的頻率。阻抗分析儀支持非常高的頻率范圍。
功能:LCR表成本低,易于使用,可用于基本的固定頻率阻抗測(cè)量。阻抗分析儀是更復(fù)雜的儀器,支持各種阻抗參數(shù)、共振分析和等效電路建模。
電信
分析儀有助于在天線和傳輸線中實(shí)現(xiàn)最佳阻抗匹配,從而以最大功率傳輸和最小噪聲進(jìn)行信號(hào)傳輸。
此外,還可根據(jù)阻抗測(cè)量結(jié)果優(yōu)化蜂窩網(wǎng)絡(luò)組件。
在選擇合適的阻抗分析儀時(shí),應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。
測(cè)量方法:根據(jù)阻抗和頻率的預(yù)期測(cè)量范圍選擇測(cè)量方法。
電壓電平控制:請(qǐng)記住,電容器的介電常數(shù)及其電容取決于交流電壓電平。同樣,電感器材料的電磁滯后也取決于交流電流電平。因此,一臺(tái)好的分析儀至少必須具備電壓電平監(jiān)控功能。最好還能具備自動(dòng)電平控制能力,以保持電壓恒定。
測(cè)量精度:不同的分析儀及其設(shè)計(jì)具有不同的精度。根據(jù)所需的精度來(lái)決定分析儀。
所需的阻抗參數(shù):根據(jù)要測(cè)量的參數(shù)選擇儀器,如介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、品質(zhì)因數(shù)(Q)或耗散因子(D)。
電力系統(tǒng)
阻抗分析儀用于鑒定變壓器和發(fā)電機(jī)等設(shè)備,以最大限度地減少功率損耗。它們還用于太陽(yáng)能逆變器等可再生能源設(shè)備,以優(yōu)化轉(zhuǎn)換效率和電能質(zhì)量。
航空航天
阻抗分析儀用于測(cè)試和優(yōu)化飛機(jī)和航天器中的通信鏈路和導(dǎo)航系統(tǒng)。
光標(biāo)數(shù)值
顯示了當(dāng)前所有光標(biāo)的橫坐標(biāo)值以及在各條曲線上的測(cè)量值度數(shù)。光標(biāo)序號(hào)前的“>; ”符號(hào)代表了 該光標(biāo)為當(dāng)前被激活光標(biāo)。點(diǎn)擊該區(qū)域可以將被激活光標(biāo)切換至下一光標(biāo)。
光標(biāo)統(tǒng)計(jì)參數(shù)
顯示了當(dāng)前曲線在光標(biāo)1和光標(biāo)2之間的所有點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、峰峰值)。
可以在光標(biāo)功能菜單中打開或關(guān)閉顯示。當(dāng)打開顯示時(shí),如果光標(biāo)1和光標(biāo)2未打開,會(huì)自動(dòng)打開光標(biāo)1和光標(biāo)2.
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溫度和環(huán)境條件如何影響分析儀的阻抗測(cè)量 .
請(qǐng)記住,阻抗是高度動(dòng)態(tài)的,這一點(diǎn)至關(guān)重要。如下所述,溫度、濕度和電磁干擾(EMI)等環(huán)境條件會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果:
溫度:大多數(shù)電阻器、電感器和電容器都與溫度有關(guān)。它們的溫度系數(shù)是阻抗行為的關(guān)鍵因素。確保溫度穩(wěn)定,最好在受控的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行。如果在現(xiàn)場(chǎng)工作,應(yīng)盡量減少暴露在溫度驟變的環(huán)境中。
濕度:高濕度會(huì)導(dǎo)致冷凝,從而影響元件和電路的電氣性能。使用除濕機(jī)確保低濕度環(huán)境。
電磁干擾:電磁干擾會(huì)影響阻抗測(cè)量,尤其是在半導(dǎo)體或高頻應(yīng)用等敏感設(shè)備中。在屏蔽環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量,以防止外部電磁場(chǎng)的影響。
測(cè)量參數(shù)
顯示了當(dāng)前曲線的測(cè)量參數(shù)。測(cè)量參數(shù)可以在測(cè)量設(shè)置菜單中更改。
單個(gè)電子元件阻抗分析的典型配置包括:
阻抗分析儀:儀器的導(dǎo)線連接到測(cè)試夾具上,測(cè)試夾具應(yīng)適合DUT特定類型的特性。
測(cè)試夾具:文本夾具經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),可固定被測(cè)試裝置,但不會(huì)改變或干擾其阻抗特性。
電纜和適配器:可使用電纜和適配器使儀器的導(dǎo)線和測(cè)試夾具的連接器在電氣上兼容。例如,可使用卡口式Neill-Concelman (BNC)連接器。
被測(cè)件:這是將被測(cè)元件插入適合其特定行為的測(cè)試夾具中。
介電常數(shù)(阻抗分析儀)是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷,還有復(fù)合材料等的一項(xiàng)重要的物理性質(zhì),通過(guò)測(cè)定介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)(ε),可進(jìn)一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素,為提高材料的性能提供依據(jù)。介電常數(shù)測(cè)試儀(阻抗分析儀)器的基本原理是采用高頻諧振法,并提供了通用、多用途、多量程的阻抗測(cè)試。儀器能在較高的測(cè)試頻率條件下,測(cè)量高頻電感或諧振回路的Q值,電感器的電感量和分布電容量,電容器的電容量和損耗角正切值,電工材料的高頻介質(zhì)損耗,高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻,傳輸線的特性阻抗等。
介電常數(shù)(ε):某一電介質(zhì)(如硅酸鹽、高分子材料)組成的電容器在一定電壓作用下所得到的電容量Cx與同樣大小的介質(zhì)為真空的電容器的電容量Co之比值,被稱為該電介質(zhì)材料的相對(duì)介電常數(shù)。
式中:Cx —電容器兩極板充滿介質(zhì)時(shí)的電容;
Cο —電容器兩極板為真空時(shí)的電容;
ε —電容量增加的倍數(shù),即相對(duì)介電常數(shù)
介電常數(shù)的大小表示該介質(zhì)中空間電荷互相作用減弱的程度。作為高頻絕緣材料,ε要小,特別是用于高壓絕緣時(shí)。在制造高電容器時(shí),則要求ε要大,特別是小型電容器。
在絕緣技術(shù)中,特別是選擇絕緣材料或介質(zhì)貯能材料時(shí),都需要考慮電介質(zhì)的介電常數(shù)。此外,由于介電常數(shù)取決于極化,而極化又取決于電介質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動(dòng)的形式。所以,通過(guò)介電常數(shù)隨電場(chǎng)強(qiáng)度、頻率和溫度變化規(guī)律的研究,還可以推斷絕緣材料的分子結(jié)構(gòu)。
主要參數(shù):
準(zhǔn)確度:Cx:?(讀數(shù)?0.5% 0.5pF);tgδ:?(讀數(shù)?0.5% 0.00005);
電容量范圍:內(nèi)施高壓:3pF~60000pF/10kV;60pF~1μF/0.5kV;
外施高壓:3pF~1.5μF/10kV;60pF~30μF/0.5kV;
*分辨率:最高0.001pF,4位有效數(shù)字;
*介電常數(shù)ε測(cè)試范圍:0-200;
*介電常數(shù)ε準(zhǔn)確度:0.5%
*介質(zhì)損耗tgδ測(cè)試范圍:不限,
試驗(yàn)電流范圍:5μA~5A;
*內(nèi)施高壓:設(shè)定電壓范圍:0.5~10kV;
最大輸出電流:200mA;
*升降壓方式:電壓隨意設(shè)置。比如5123V。
試驗(yàn)頻率:40-70Hz單頻隨意設(shè)置。比如48.7Hz.
頻率精度:?0.01Hz
外施高壓:接線時(shí)最大試驗(yàn)電流5A,工頻或變頻40-70Hz
測(cè)量時(shí)間:約30s,與測(cè)量方式有關(guān);
高壓電極直徑與表面積:¢98mm(75.43cm2)
測(cè)量電極直徑與表面積:¢50 mm(19.63cm2)
電極間距:不大于5 mm
電極加熱功率:>;2*500W
最大測(cè)量電壓:2000V,50Hz
輸入電源:180V~270VAC,50Hz?1%,市電或發(fā)電機(jī)供電
環(huán)境溫度:-10℃~50℃
相對(duì)濕度:<;90%
主機(jī)外形尺寸:490*520*360(長(zhǎng)寬高mm)
電極尺寸:400*300*400(長(zhǎng)寬高mm)
儀器重量:35kg
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、探討介質(zhì)極化與介電常數(shù)、介質(zhì)損耗的關(guān)系;
2、了解高頻Q表的工作原理;
3、掌握室溫下用高頻Q表測(cè)定材料的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值。
實(shí)驗(yàn)步驟
1、本儀器適用于110V/220V,50Hz交流電,使用前要檢查電壓情況,以保證測(cè)試條件的穩(wěn)定。
2、開機(jī)預(yù)熱15分鐘,使儀器恢復(fù)正常狀態(tài)后才能開始測(cè)試。
3、按部件標(biāo)準(zhǔn)制備好的測(cè)試樣品,兩面用特種鉛筆或?qū)щ娿y漿涂覆,使樣品兩面都各自導(dǎo)電,但南面之間不能導(dǎo)通,備用。
4、選擇適當(dāng)?shù)妮o助線圈插入電感接線柱。根據(jù)需要選擇振蕩器頻率,調(diào)節(jié)測(cè)試電路電容器使電路諧振。假定諧振時(shí)電容為C1,品質(zhì)因素為Q1。
5、將被測(cè)樣品接在Cx接線柱上。
6、再調(diào)節(jié)測(cè)試電路電容器使電路諧振,這時(shí)電容為C2,可以直接讀出Q2。
7、用游標(biāo)卡尺量出試樣的直徑Φ和厚度d(分別在不同位置測(cè)得兩個(gè)數(shù)據(jù),再取其平均值)。
在電子工程領(lǐng)域的用途
2.1電路分析與設(shè)計(jì)
電子工程師依賴阻抗分析儀解決高頻電路設(shè)計(jì)的核心挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)萬(wàn)用表在測(cè)量電容器件時(shí),
僅能獲取靜態(tài)電容值,而忽略等效串聯(lián)電阻(ESR)和介質(zhì)損耗因子(D值)等動(dòng)態(tài)參數(shù)。通過(guò)
掃頻阻抗測(cè)試,工程師可構(gòu)建完整的電容器頻響曲線,精準(zhǔn)定位諧振頻率點(diǎn)。例如在開關(guān)電源設(shè)
計(jì)中,輸出濾波電容的ESR值直接影響紋波電壓水平,使用阻抗分析儀可將ESR測(cè)量誤差控制在
5%以內(nèi),較傳統(tǒng)方法提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)精度。
2.2電子元件測(cè)試與表征
半導(dǎo)體制造業(yè)將阻抗分析作為晶圓測(cè)試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)新型MOSFET器件的柵極電容
(Ciss/Coss/Crss)進(jìn)行1MHz高頻測(cè)試時(shí),常規(guī)LCR表因分布參數(shù)影響會(huì)產(chǎn)生15%以上的測(cè)量偏
差。而四端對(duì)技術(shù)的阻抗分析儀通過(guò)隔離測(cè)試端口,成功將誤差壓縮至0.8%以內(nèi)。在磁性元件領(lǐng)
域,通過(guò)B-H曲線測(cè)試結(jié)合阻抗分析,可同步獲得電感飽和特性與鐵芯損耗,為高頻變壓器設(shè)計(jì)
提供關(guān)鍵參數(shù)支撐。
阻抗,作為電阻和電抗的復(fù)數(shù),是一個(gè)動(dòng)態(tài)且復(fù)雜的電氣特性。在交流(AC)信號(hào)作用下,元件、電路或材料的阻抗會(huì)隨頻率變化而變化,這種變化不僅包括電阻,還包括電感、電容以及由此產(chǎn)生的電抗。為了更好地理解和分析這種動(dòng)態(tài)特性,我們引入了“復(fù)阻抗”的概念。在二維復(fù)平面上,復(fù)阻抗可以用一個(gè)矢量來(lái)表示,該矢量包含實(shí)軸(電阻)和虛軸(電抗)兩個(gè)分量。矢量的大小代表總阻抗,而方向則揭示了電壓和電流之間的相位差。
阻抗分析儀正是用于測(cè)量這種復(fù)阻抗特性曲線的專業(yè)儀器。它能夠在不同的頻率范圍內(nèi)掃描并顯示阻抗的變化情況,從而幫助工程師深入了解元件、電路或材料的電氣特性。阻抗分析儀在電子和材料測(cè)試中有廣泛的應(yīng)用,包括電子學(xué)、電信、電力系統(tǒng)、航空航天以及汽車等多個(gè)行業(yè)。同時(shí),它與LCR表等測(cè)量工具相比,具有更高的測(cè)量精度和更全面的信息展示能力。
頻率范圍:LCR表一般僅適用于較低頻率的測(cè)量,而阻抗分析儀則能覆蓋非常寬的頻率范圍。
如何使用阻抗分析儀來(lái)測(cè)量電路中的復(fù)雜阻抗呢 .
首先,我們需要了解電路塊、印刷電路板及其組件的阻抗特性,這些特性會(huì)受到信號(hào)頻率、電壓、溫度、濕度等因素的影響。因此,通過(guò)阻抗分析儀的測(cè)量,我們可以對(duì)每個(gè)電路塊的阻抗行為進(jìn)行建模,包括放大器子系統(tǒng)或?yàn)V波器子系統(tǒng)的輸入和輸出阻抗。
此外,寄生電容和電感的測(cè)量也是至關(guān)重要的。在實(shí)際工作條件下,這些參數(shù)會(huì)對(duì)PCB和元件的性能產(chǎn)生顯著影響,特別是在敏感的射頻電路中。因此,我們必須根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)寄生電容和電感進(jìn)行建模。
另外,阻抗分析儀還廣泛應(yīng)用于測(cè)量印刷電路板和基板所用材料的介電常數(shù)。這些材料對(duì)電路性能和電磁干擾具有關(guān)鍵影響。通過(guò)阻抗分析儀的測(cè)量,我們可以了解材料在實(shí)際工作條件下的行為,從而優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。
此外,阻抗分析儀還支持對(duì)晶圓、半導(dǎo)體和PCB中所用材料的高阻抗下介電常數(shù)、低阻抗下磁導(dǎo)率以及金屬氧化物半導(dǎo)體制造過(guò)程中氧化層的電容和基底雜質(zhì)的密度等參數(shù)的測(cè)量。這些測(cè)量結(jié)果對(duì)于設(shè)備制造商了解材料在實(shí)際工作條件下的行為至關(guān)重要。
我廠主要產(chǎn)品有:拉力材料試驗(yàn)機(jī),海綿泡沫落球回彈試驗(yàn)機(jī),海綿泡沫壓陷硬度測(cè)驗(yàn)儀,海綿泡沫疲勞壓陷試驗(yàn)機(jī),熔融指數(shù)儀,塑料滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),電壓擊穿試驗(yàn)儀,塑料球壓痕硬度計(jì),馬丁耐熱試驗(yàn)儀,海綿泡沫拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī),介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測(cè)試儀,電容率測(cè)試儀,體積表面積電阻率測(cè)試儀,低溫脆性沖擊試驗(yàn)儀,維卡熱變形試驗(yàn)儀,啞鈴制樣機(jī),阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī),簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī),懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī),熔體流動(dòng)速率儀,無(wú)轉(zhuǎn)子硫化儀等。
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