【導讀】當今電子元件的設計追求高性能,而同時(shí)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(guò)程中的測試,對于元件用戶(hù)和生產(chǎn)廠(chǎng)家是至關(guān)重要的?
1?引言
當今電子元件的設計追求高性能,而同時(shí)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(guò)程中的測試,對于元件用戶(hù)和生產(chǎn)廠(chǎng)家是至關(guān)重要的?
電感?電容?電阻是電子線(xiàn)路中使用最為廣泛的電子器件,在進(jìn)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(wú)源元件參數的裝置?用LCR測試儀測量元器件的參數時(shí),其關(guān)鍵問(wèn)題是測量誤差?它的誤差來(lái)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(jìn)行開(kāi)路校準,開(kāi)路校準主要是消除測試夾具與被測件相并聯(lián)的雜散導納?其次是進(jìn)行短路校準,通過(guò)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(lián)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(lái)說(shuō),電抗一般都很大?這意味著(zhù)并聯(lián)電阻(R?)的影響相對于小數值串聯(lián)電阻(R,)更加顯著(zhù),所以應采用并聯(lián)電路模型?相反,對于大電容?小電感則采用串聯(lián)模型?大于10K11左右用并聯(lián),小于10KQ左右用串聯(lián)?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(jiǎn)單,但由于接觸電阻?連接電纜的串聯(lián)阻抗(r)?連接電纜以及端子之間的雜散電容(c?)會(huì )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(huì )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(jìn)行屏蔽,通過(guò)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(xiàn)的雜散電容減至最小,測試電纜引線(xiàn)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(lián),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(lián)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(chǎn)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(guò)中心導體又流過(guò)外屏蔽導體(以相反方向)?所以在導體周?chē)串a(chǎn)生外部磁場(chǎng)(由內部電流和外部電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(diǎn)是不會(huì )受到溫差電動(dòng)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(gè)問(wèn)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(chǎn)生,由此來(lái)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(jìn)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(yǔ)
隨著(zhù)科學(xué)應用技術(shù)不斷發(fā)展的需要,測量精度要求越來(lái)越重要,因此測量方法的好壞對保征產(chǎn)品質(zhì)量和提高企業(yè)經(jīng)濟效益有著(zhù)一定的實(shí)際意義?本文中所述校準?連接等方法已經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,用此方法對電子元件進(jìn)行測試誤差小,數據準確可靠?
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