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李莉：LCR阻抗测量仪校准初探 团 LCR阻抗测量仪校准初探 DiscussionAboutRLC Instrument ImpedanceMeasuring 李 莉 (上海市计量测试技术研究院，上海201203) 摘要：介绍LCR阻抗测量仪的校准方法。 关键词：LCR阻抗测量仪；测量；电容；电阻；电感；校准 0引言 作为被测，主要考核电容示值的基本误差。但标准电 在目前的生产制造业中，与传统的手动交流电桥 容器性能较为复杂，在音频范围内稳定性最好的电容 相比，数字LCR阻抗测量仪因其测量性能稳定可靠， 器应选择石英电容器和三端钮空气电容器，其值可以 无需进行反复的、复杂的手动平衡，还可以减少测量 准确的计算出来。在精密测量中，一般选择三端钮电 误差和结果计算，故已被越来越多地被应用于交流阻 容器作为标准器使用，并采用等电位屏蔽，即：使低电 抗参数的测量。要保证LCR阻抗测量仪测量准确度， 位端与屏蔽等电位，但不直接相连接。电桥测量时， 对其性能的考核就显得尤为重要。本文对LCR阻抗 让标准电容器和被测电容器流过相同的电流。由于 测量仪电容、电感、电阻和损耗参数在lkHz频率下的三端钮电容器的测量是在等电位屏蔽的基础上进行， 校准作一初步探讨。 屏蔽消除了寄生泄漏的影响，准确度较高，如果排除 l原理性能概述 其他干扰，可以选择10pF一1心的容量作为标准电容 带微处理器的LCR阻抗测量仪为多测量功能、宽 考核电容示值基本误差。但考核l心以上的电容示 频率、宽测量范围的数字计量仪器，主要应用于测量 值量程，用大电容作标准时一定要注意测量频率，如 电感器、电容器、电阻器和损耗、Q值等主副参量的测 果测量频率高于音频范围时，测量结果将会发生很大 量。其工作原理是以内附的标准为基础，在1kHz下的变化，这时必须作频率影响修正。如果选择云母电 溯源于电容基准。它采用自动平衡等电流条件下测 容器作为考核标准，温度系数较小但损耗较差，因此 量被测元件与内附标准量程电阻的相(矢)量电压比 只能考核准确度较低的LCR阻抗测量仪。三端钮电 例的方法给出被测元件的量值。一般说来，由正弦交 容器采用两次测量法：首先将电容器接入LCR阻抗测 流激励电源、比较器、相量电压比检测器、数字控制和 量仪测量，然后断开高电位端测量开路电容量，两次 显示电路几部分组成。 测量值的增量即为被测电容器的实际值。 在实际工作中，测量标准和被测量是用同一线 2．2电阻参量的校准 路，而且相隔时间很短(大约仅为0．01s)，测量线路几 采用比被校LCR阻抗测量仪高二个等级(或高二 乎没有什么变化。标准的比例，被测的量值和相位都 个等级的标准阻抗测量仪和过渡量具)的精密交流电 是经过微处理器内部精密计算后迅速显示出来的。 阻作标准，主要考核被校LCR阻抗测量仪测量电阻的 还可显示测量电路的联接方式、同时显示L、Q、C、D性能，考核时必须注意了解所用的标准电阻的稳定 值，克服了传统的手动交流电桥繁琐的平衡及困难的 性。仪器显示值与实际值的偏差应满足被校LCR阻 计算。 抗测量仪测量电阻的指标。此外，交流电阻的测量可 此外，由于LCR阻抗测量仪可以方便地进行三端 采用二端钮、三端钮、四端钮、五端钮接线法，具体的 或四端测量，通过开路调零和短路调零消除了开路电 测量接线视其阻值大小而定。选用不同量值的标准 容和短路电感的影响；还可以消除被测端没有屏蔽的