【導讀】當今電子元件的設計追求高性能,而同時又致力于減少尺寸?功耗和成本?有效而準確的元件性能描述?設計?評估和制造過程中的測試,對于元件用戶和生產廠家是至關重要的?
1?引言
當今電子元件的設計追求高性能,而同時又致力于減少尺寸?功耗和成本?有效而準確的元件性能描述?設計?評估和制造過程中的測試,對于元件用戶和生產廠家是至關重要的?
電感?電容?電阻是電子線路中使用最為廣泛的電子器件,在進行電子設計的基礎上,準確地測量這些器件的值是極其重要的?LCR測試儀是一種采用交流方式測量電感?電容?電阻?阻抗等無源元件參數的裝置?用LCR測試儀測量元器件的參數時,其關鍵問題是測量誤差?它的誤差來源主要有兩部分,首先是LCR測試儀本身的內部誤差,其次是由不正確校準?測試件的連接方法及不正確選擇測量電路模型引起的?一般連接方法越麻煩越能準確地測量出元器件的參數?
2?LCR測試儀校準
首先對測試儀進行開路校準,開路校準主要是消除測試夾具與被測件相并聯的雜散導納?其次是進行短路校準,通過一短路條(用低阻抗的金屬板)將高?低電極相連?短路校準主要是消除測試夾具與被測件相串聯的殘余阻抗的影響?
3?選擇測量電路模型
對于小電容?大電感來說,電抗一般都很大?這意味著并聯電阻(R?)的影響相對于小數值串聯電阻(R,)更加顯著,所以應采用并聯電路模型?相反,對于大電容?小電感則采用串聯模型?大于10K11左右用并聯,小于10KQ左右用串聯?如圖1?
圖 1
4?LCR 測試儀與被測件的連接
4.12 端子法
這種連接方法比較簡單,但由于接觸電阻?連接電纜的串聯阻抗(r)?連接電纜以及端子之間的雜散電容(c?)會引起較大的誤差?如果不是中等級數量的阻抗,那么測試誤差就會比較大?一般用于精度要求不是很高的測試?連接如圖2?
圖 2
4.23端子法
對測試電纜和被測件進行屏蔽,通過抑制雜散電容,減少對高阻抗測試的測量誤差?一般用于小電容的測量?為了將測試引線的雜散電容減至最小,測試電纜引線的中心導體應維護盡可能短,測量接頭的屏蔽與電纜中心導體互聯,以降低對地雜散電容的影響?
4.34端子法
設置獨立的電壓檢測電纜,以消除由于測試電纜串聯阻抗所引起的電壓降和接觸電阻的影響,是一種減少低阻抗測試誤差的方法?但需要盡量考慮由于電纜之間的互感(M)所產生的影響,增加外屏蔽?外屏蔽導體起測量信號的返回路徑作用,相同電流既流過中心導體又流過外屏蔽導體(以相反方向)?所以在導體周圍未產生外部磁場(由內部電流和外部電流產生的磁場彼此完全抵消)?因此,消除了電纜之間的互感(M)造成的誤差?連接如圖 3?
圖 3
4.46 端子法
對于交流阻抗的測量與直流不同,其特點是不會受到溫差電動勢的影響?但是,由于電流電纜與電壓電纜之間的電磁感應,測量的頻率越高,要想測量低阻抗就越困難?對于這個問題,可以利用電纜的屏蔽層,使電流去路和歸路相互重疊,以抑制磁通量的產生,由此來減少由于電磁感應所引起的殘留阻抗,抵制電磁感應的影響?對電流電壓變換部分進行控制,由此使試樣端(Lp)的電壓接近于零?即使 Lc 端子對上的電壓也接近于零?連接如圖 4?
圖 4
5?結束語
隨著科學應用技術不斷發展的需要,測量精度要求越來越重要,因此測量方法的好壞對保征產品質量和提高企業經濟效益有著一定的實際意義?本文中所述校準?連接等方法已經過實踐證明,用此方法對電子元件進行測試誤差小,數據準確可靠?
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