1、电子测量原理,第1页,2.4 阻抗参数的测量,电阻、电容、电感及品质因数Q、损耗角、电导等的测量,2.4.1 阻抗参数的定义,各参数的含义: 电压、电流幅值的关系 电压、电流相位的关系， 滞后或超前 纯阻性、容性、感性 类比中性、酸性、碱性,第2页,2.4.2 元件参数的等效电路建模,以上是电阻、电容、电感的理想模型和实际器件的模型。低频时可以不考虑分布参数，高频时要考虑 （整流、稳压电路中的小电容的用途？）元件测量值的影响因素： 测试信号频率、测试信号电平、直流偏置 电压和电流 、温度、 其它影响因素 （环境，湿度，老化等）,2.4.3 阻抗参数测量的方法,三种基本方法：伏安法、电桥法和谐振
2、法,派生的其他方法：RF电压电流法、自动平衡电桥法、网络分析法等,1）电桥的平衡条件： （由测量电表两端分压相等来推导） 指数形式 上式必须同时满足：,2）交流四臂电桥举例：P76,2.4.3 阻抗参数测量的方法,1、电桥法,3)变压器耦合臂电桥由变压器的两个绕组构成两个臂（该两臂比例严格不变），高准确度和稳定性。,4)电桥法产生误差的因素 标准元件值的误差、电桥指示器的误差、屏蔽不良引起误差（寄生耦合、电磁干扰）,2、谐振法测量元件参数,原理：当回路达到谐振时，根据谐振频率测量未知的电感或电容。测量方法：（1）直接测量按右图公式，由已知的电感（或电容）和谐振频率求未知的电容（或电感）,2.4
3、.3 阻抗参数测量的方法,（2）替代法,2、谐振法测量元件参数,串联替代法：适合测量大电容,并联替代法适合测量小电容,（2）替代法,2、谐振法测量元件参数,串联替代法适合测量小电感,并联替代法适合测量大电感,谐振时满足:,具有最大值,(3) 谐振法测Q值品质因数Q用于表示电抗的纯净程度（即与没有电阻时的纯电抗的接近程度）定义为:存储于元件中的能量与元件中消耗的能量之比。一般用串联谐振回路，R为回路的串联等效电阻,如将谐振回路的等效电阻归属为电感的，则可认为电感的值就是谐振回路的值；如将谐振回路的等效电阻归属为电容器的，则可认为电容器的值就是谐振回路的值。,2.4.4 电压电流法和智能化阻抗测量
4、,1. 矢量电压电流法,TH2812C数字LCR测量仪,被测电容采用串联等效方式,被测电容采用并联等效方式,注意：上课前举例说明RC串联与RC并联等效问题(1微法电容和0.01欧姆电阻串联，1KHz，Z=0.01-j159.2，Y=3.95*10-7+j0.00628，并联模式：1微法电容和2.53兆欧姆电阻并联；在10KHz，Z=0.01-j15.92，Y=3.95*10-6+j0.0628，并联模式：1微法电容和253K欧姆电阻并联；),2. TH2812C仪器原理框图,2.4.4 电压电流法和智能化阻抗测量,第12页,阻抗测量小结：,集中参数元件的测量主要有电压电流法、电桥法和谐振法。又
5、可以分为两大类：模拟测量法和数字测量法1、电桥法：利用电桥平衡的原理，一般用于测量低频元件。2、谐振法：利用谐振原理，可以用直接法和替代法，Q表即是利用该方法，适应频率较高。数字化测量3、矢量电流电压法：利用Zx = (Ux/Us)*Rs求出被测元件，该方法将被测元件转化为相应的电压，通过处理（包括相位检测）来求解。智能化LCR测试仪用该方法。,本章小结：基本电参量的测量，本章主要内容： 时间和频率的概念（了解） 时间和频率测量的基本原理和方法（掌握） 时间和频率测量的误差（掌握） 电子频率计的工作原理（了解） 介绍了交流电压的概念（掌握） 平均值电压、峰值电压和有效值电压的测量方法（了解）
6、电压的数字测量方法（了解） 数字电压表的性能指标（了解） 掌握各种A/D转换器的工作原理（双积分式）（掌握） 了解数字电压表、多用表的基本组成和工作原理（了解）电压的数字测量误差计算方法（掌握） 本章还介绍了阻抗参数的测量方法（了解）作业：3、7、8、9、11,补充内容（测试连接头）所有阻抗测试都涉及连接头的问题.常用的连接方法有： 两端接线柱式（或香蕉插头）；有极性的同轴的连接头；中性精密同轴连接头； 三端连接头；四端连接头；五端连接头；四端对接头；等,例题：,上图中，I为电流激励源，V为电压表，阻抗求解公式为：ZUAB/I，图中R为被测电阻，r为测试联线的等效电阻，r=50m,对于上述两图，若不考虑电压表与电流源的误差，求两图Z的结果、测量的绝对误差、相对误差；对于左图，若想使相对误差小于0.1%，R最小为多少？ 解：电压表为理想元件，没有电流流过。对左图， ZUAB/IR+2r 对右图， ZUAB/IR（里面两个r无压降）Z=2r Z=0 =2r/R *100% =0 对于左图，若使相对误差小于0.1%，2r0.1 ，R100。R小，相对误差大。由上面的例题可知，联线的引线电阻会影响测量结果。同样两个引线间的电容会与被测阻抗形成并联，同样会引起误差。所以测量仪表的精确度固然重要，测量连接头和联线方法也要注意。,
