阻抗測量的一般常識

1元件阻抗的測量
我們日常使用或工廠生產的元件（主要指各種電感器、電容器、電阻器）均標有一定的數值，用戶在使用中，由于存在下列3個因素，需要對元件進行再測量：
1）出廠的元件均標有一定的偏差，使用元件是否滿足該偏差要求，需要進行測量方能獲得準確數值。
2）出廠的元件是在某特定條件下獲得（如測試頻率、測試電平等），與使用條件不盡相同，而使用者需了解實際使用條件下元件的數值。
3）實際上，所有元件并非理想器件，包含有各種寄生參數，因此還需對元件的寄生情況進行測量，這對元件的正確使用來說是極其重要的。以電容器C為例，包括引線電阻RS和電感LS，材料的絕緣電阻RP1，電容器兩端的分布電容CP和電阻RP2。有些寄生參數在使用條件下可以忽略，但有些是不能忽略的。以上述電容器為例，當容量C較大時，引線電阻RS是主要發熱部件，該值過大，在高頻大電流使用時可能會產生炸裂的嚴重后果。
阻抗Z表示在對一電子裝置或電路施加某一定頻率的正弦交流電時所遇到的總阻力。其在復數平面上以矢量表示，也可用導納Y（Y=1/Z）表示，如圖2示。
元件阻抗是一復雜的量值，且隨施加在其上的信號頻率和電壓的變化而變化，LCR數字電橋的測量目的不僅是測量電感（L）、電容（C）、電阻（R），還需獲得描述元件的各種參數：
阻抗Z、電抗X、導納Y、電導G、電納B、損耗D、品質因素Q、相位角θ。
儀器測量時并不直接測量某個參數，而是測量復阻抗，然后按照其相互關系轉換成所需測量參數。
2元件量值與特定要素的相關性
一般地，每種LCR數字電橋均給出特定的測量條件，如測量頻率、信號電平、直流偏置，這些條件的設定規定了儀器的適用范圍。由于被測元件在各種使用條件下呈現不同的特性，因此正確認識元件與使用條件的相互規律——相關性，是非常重要的。儀器的測量條件應盡可能真實地反映元件的使用條件。
1）測試信號頻率相關性
所有元件均與信號頻率有相關性。其變化的大小主要取決于元件寄生（雜散）參數的大小，使用儀器時可能考慮了串聯和并聯兩種等效方式，真正的元件等效模式可能遠比串聯和并聯等效復雜得多。大致表示了某些規格的電阻器、電感器、電容器的頻率響應。
2）測量信號電平相差性
所有元件均存在信號電平的相關性。即在規定測試頻率下，元件數值與信號電平的大小有關。有些元件數值對電平的變化不敏感，然而有些元件對信號電平具有*的敏感性，如高K（高介電常數）值的陶瓷電容器，高導磁率的電感器等。因此，對此類器件規定其測量信號電平（電平或電流）是非常重要的。
3）直流偏置相關性
元件與施加在其上的直流偏置電壓或偏置電流存在相關性。在元件的各種使用場合，交流與直流信號疊加使用是極為普遍的。如二極管、三極管的結電容，高K的陶瓷電容器、電解電容器、帶磁芯的電感器或變壓器等。其上所疊加的直流電壓或電流的不同便會引起參數的變化，某些器件參數可能會產生劇烈的變化。所示高K的陶瓷電容器施加直流偏置電壓的變化情況。
4）其它因素的相關性
元件參數主要取決于上述幾種條件。然而，以下的環境條件也是不能忽略的。如：時間（元件參數隨時間的變化）、溫度、濕度、壓力和磁場。
綜上所述，進行元件的測量不僅要考慮所需測量的參數，而且要正確考慮測量這些參數時所使用的相關條件，經常會由于測量條件選擇不當而獲得錯誤的結果。
3選擇合適的LCR數字電橋
3.1選擇LCR數字電橋的目的
1）地評價元件的性能，保證元件在使用條件下滿足要求。對元件值測量，這就要求儀器能提供高準確度和強大的功能，能對元件與多種條件的相關性作出準確的評價。如新元件的研究與開發，計量檢定部門作檢測、量值傳遞等。
2）元件生產線快速檢測或進貨檢驗。出于這種目的測量，對儀器的測量條件要求是特定的。如提供快速的分選以提率，特定的頻率、電平及其它一些所需要的功能等。
3）大致估計使用元件的性能。比2）所要求的低一些，僅需了解元件一般性能，且無快速的分選要求。
3.2選擇LCR數字電橋時應注意的問題
1）測量準確度
測量準確度是反映儀器性能的主要指標之一。確切了解所需儀器的準確度是準確評價元件優劣的關鍵。一般地，儀器準確度應比測量元件的技術指標高3倍～5倍。更為重要的是，通常儀器樣本或其它宣傳資料給出的是某種條件下的zui高準確度，這是zui易混淆之處，應了解被測量元件在測量頻率下呈現的阻抗及對應測量條件下的儀器準確度是否滿足測量要求。
2）測試信號頻率與電平
測試頻率、電平是元件檢測需確定的首要參數，也是反映元件要素相關性的zui重要內容，對正確選擇LCR電橋是極為重要的。
3）儀器附件和選件
同惠儀器出廠時給定了附件的標準配置。有時需測定元件的形狀、尺寸與標準配置不符，這便需要另外選擇符合要求的測試夾具，有時可能需自己制造測試夾具。合理適用的測試夾具是進行元件準確測量的保證。
4）儀器價格
購買儀器前，應確定需要儀器的性能和功能，將購買預算進行估算。一般地，儀器定價是根據頻率、準確度、性能等要素綜合確定的。經過近幾年的努力，國產LCR電橋的技術和工藝水平與*水平的差距已大大縮短。相同檔次的國產儀器與進口相比，價格相差2倍～6倍。