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1分钟了解LCR测试仪

 CEM华盛昌 2023-11-17 发布于广东

电容C,电感L,电阻R是电子工程师在产品设计中最常用的电子元器件。三者作为常见的小小的被动元器件,却影响着电路的参数,也直接牵扯到电子产品的优劣。所以对于每个元器件(电容/电感/电阻),我们要了解其特性参数,也需要时刻准确测量到这些参数。

LCR测试仪就是能够测量电感、电容、电阻、阻抗的仪器,这是一个传统习惯的说法,最早的阻抗测量用的是真正的LCR测试仪方法。随着现代模拟和数字技术的发展,早已经淘汰了这种测量方法,但LCR测试仪的叫法一直沿用至今。如果是使用了微处理器的LCR电桥则叫LCR测试仪一般用户又称这些为: LCR测试仪、LCRLCR测试仪、LCR表、LCR Meter等等。

专业小问号?

那么,什么是LCR测试仪?其工作原理是怎样的?作用有哪些?它们是如何赋能专业人士以及相关领域的?我们又该如何选择仪器?

CEM“秒懂”小知识

·        LCR测试仪

LCR测试仪是一种用于测试电感 (L)、电容(C)和电阻 (R) 的电子测试仪器,它通过应用不同的测试信号和测量电路可以准确、快速地测量被测元件的电学特性。LCR 测试仪广泛应用于电子、通信、电力等领域,对于测试元器件的质量和性能具有重要作用。

·        电子元器件

主动元器件和被动元器件是电子元器件的两大分类。

主动元器件是指能够主动控制电流和电压的电子元器件,通常需要外部电源供电。主动元器件根据功能可以分为放大器件、开关器件和调节器件,如晶体管、二极管.集成电路等,

被动元器件是指不能主动控制电流和电压的电子元器件,不需要外部电源供电。被动元器件根据功能可以分为电阻器件、电容器件和电感器件。

其中被动电子元件在电子电路中起到了重要的作用,它们常常与主动电子元件一起组成完整的电路系统,实现各种功能。

·        结构及功能

LCR测试仪主要基于交流信号发生器和测量单元组成。在测量过程中,LCR测试仪会向待测元件发送一定频率的交流信号,并测量该信号在元件两端产生的电压差。通过分析信号频率、幅度和相位差,LCR测试仪可以计算出待测元件的阻抗特性。IMG_257

·        工作原理

LCR测试仪工作原理基于交流电路的特性,使用正弦波信号作为测试信号,通过测量电流和电压的关系来计算电学参数。

平衡式LCR测试仪测试原理:Zx= Vx/lx = Rr* Vx/Vr,即通过测量加载到被测件 DUT 的电压和电流,可以测量出 DUT 阻抗值。

从下图中可以看出,通过 DUT 的电流等于通过电阻 Rr 的电流,而通过Rr 的电流可以通过测量 Vr 计算出来。

备注:图中DUT为被测件,其阻抗用Zx表示,Vx与Vr均是矢量电压表,Ix是电流,Rr是标准电阻器。

·        测量参数

主要参数

电感(L)

指被测元件对交流电流的阻碍程度,单位为亨利(H)。

电容(C)

指被测元件对交流电压的储存程度,单位为法拉(F)。

电阻(R)

指被测元件对交流电流的阻碍程度,单位为欧姆(Ω)。

次级参数

损耗值切角(D)

也叫损耗因素,如果给电容施加电压,除了给电容充电的电流外,还会有漏电流(电容的漏电流)。漏电流以热能的形式消耗,因此表示电阻上的电流。纯电容的漏电流与充电电流的比例是电容损耗角的正切值。

品质因素(Q)

电和磁的量。是指储能器件(如电感线圈、电容器等)和谐振电路中储存的能量与每个周期能量损失之比的质量指标;串联谐振电路中电抗元件的Q值等于其电抗与其相当于串联电阻的比例;元件的Q值越大,元件组成的电路或网络的选择性越好。

·        测试信号

LCR 测试仪通常使用正弦波信号作为测试信号。正弦波信号具有稳定的振幅和周期,可以方便地用于测量电学特性。测试信号的频率可以在一定范围内调节,以适应不同被测元件的特性。

·        测量电路

LCR 测试仪包含一个测量电路,用于测量被测元件的电流和电压测量电路通常采用桥式电路或电压比较器电路。

桥式电路通过调节电阻或电容的值,使得桥路平衡,从而得到电学参数的测量结果。

电压比较器电路则通过比较被测元件的电压与参考电压之间的关系,计算出电学参数的数值。

·        测量电压与电流的相位差

过零比较+时间测量技术IMG_260

通过用过零点出发一个电平的方式,再测量两个过零点之间的时间差。

双通道同步取样技术

通过两路ADC采样后做运算处理分析。

模拟乘法器

将两个信号进行乘法。既然可以获取角度值,则可以获得阻抗值。

·        测量方法

LCR 测试仪可以采用两种常见的测量方法:串联法和并联法。

串联法

将被测元件与测试信号源按串联方式连接,通过测量电流和电压的关系,计算出电学参数。

并联法

将被测元件与测试信号源按并联方式连接,通过测量电流和电压的关系,计算出电学参数。

·        仪器选择

测试频率

电子元器件需要在成品或应用所使用的频率下逬行测试。测试频率必须和待测物的工作频率一致。

测试电压

大多数LCR测试仪都可以选择应用于待测物的信号电平。一般情况下,这个测试信号电压是在开路情况下进行测量。

精度/速度

LCR测试仪的测试速度与测试精度成反比。测试时间越长,测试精度越高;相反,测试速度越快,测试精度越低。

测量参数

主要参数L、C和R;次要参数D、Q和θ。

量程

为了测量宽广的阻抗值,测试仪器必须具有多个选择档位。通常根据待测物的阻抗值自动选择档位。

平均值

平均值与LCR测试仪的积分时间有关。如果积分时间大于测试信号周期,测量时间就会变长,但是精确度将提高。

偏压和偏流

有些LCR测试仪会包含偏压或偏流功能。

宽广的测量频率

针对不同应用,可选择数百种测试频率;有的产品可以任选连续频率点。

绝对值、△值、△%显示

对不同的测试条件,有些仪器可选择三种测量显示模式。

可否推荐一款简单易用又准确的LCR测试仪,适用于大多数测量场合的?

CEM华盛昌的LCR测试仪DT-9935就挺不错的!

产品推荐

LCR测试仪

CEM华盛昌 DT-9935

LCR测试仪能准确并稳定地测定各种各样的元件参数,主要是用来测试电感、电容、电阻的测试仪。它具有功能直接、操作简便等特点,能以较低的预算来满足生产线质量保证、进货检验、电子维修业对器件的测试要求。其中CEM华盛昌DT-9935,就曾以其AUTOLCR模式(可自动选择交流阻抗和直流电阻测量,无需手动调整)、多种可选测试频率等特点,备受市场欢迎。

·         产品概述

华盛昌LCR测试表DT-9935可以在测量并参考次级参数(损耗因素(D),品质因素(Q),相位角(θ),等效串联及并联电阻)的基础上测量电感,电容一级电阻。该表可以自动选择交流阻抗和直流电阻测量,这意味着使用者可以在AUTOLCR模式下直接测量电感,电容及电阻,设备会自动识别并选择,不需要使用功能手动调整。使用者也可在根据被测设备类型手动选择测试频率:100Hz/120Hz/1KHz/100KHz。

·        产品配置

9935技术

·        产品优势

双层LCD高清屏,读数更清晰

高清双层LCD,多维度数字显示,一目了然。

交直流电皆可测,轻松高效

可自动选择交/直流电测量,在AUTOLCR模式下,直接进行LCR测量。

多种测试频率,随心选择

支持手动选择测试频率,五个可选测试频率:100Hz/120Hz/1kHz/10kHz/100kHz。

电阻测量,可选串联/并联模式

支持直流电阻模式,量程区间200.000-200.0MΩ

量程范围广,适用性更强

支持测量交流信号级:0.6mVRMS typ

可测量范围(当F=1KHz)

L:2000.0μH~2000.0 H

C:2000.0 pF~2000.0 uF

R:20.000 Ω~200.00 MΩ

带有次级参数,测量更全面

可测量并参考次级参数(损耗因素(D),品质因素(Q),相位角(θ),等效串联及并联电阻)的基础上测量电感。

全量程保护,智能提醒

5次/秒的测试速度,全量程保护,更安全。加上超量程提示/低电量提醒/自动关机功能,更智能。

·        产品应用

LCR 测试仪广泛应用于电子、通信、电力、仪器仪表等领域。在电子生产中,LCR 测试仪可以用于检测电感、电容和电阻等元器件的质量和性能。在通信领域,LCR 测试仪可以用于测试电感和电容等被测元件在传输信号中的响应特性。在电力系统中,LCR 测试仪可以用于检测线路的电阻和绝缘等性能。部分领域具体应用如下:

元件参数测试:LCR测试仪可测量电感、电容和电阻的参数,包括电感的感值、品质因数和阻值、电容的容值和损耗因数、电阻的阻值等。通过此类测试,工程师可以了解元件的基本性能,并为产品的设计和调试提供依据。

元件质量控制:在元件生产过程中,LCR测试仪可用于对生产出来的元件进行质量控制。通过对比测试结果与标准参数的差异,工程师可以筛选出不合格的元件,确保产品的质量和可靠性。

元件选型:在产品设计阶段,工程师需要根据产品的要求选择合适的电感、电容和电阻等元件。LCR测试仪可以帮助工程师快速准确地测量不同元件的参数,以便选择符合设计要求的元件。

故障排除:当产品出现故障时,LCR测试仪可用于排除故障原因。通过测试电路中的元件参数,工程师可以确定是否有元件损坏或失效,并定位具体故障位置,提高维修效率。

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