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利用LCR电桥正确测量电感器件

大西洋仪器网  2016-11-07 08:18   点击 2842

●简介

电感器是由导线环绕一个磁芯所组成,其特性依据使用的磁芯材料而定。要制作电感器,空气可说是最简单的磁芯材料,但由于电感量与所用磁芯的磁导率成正比,空气磁导率极小,由于体积效率的关系,不利于制造电感器,通常使用的磁性材料,如铁氧体、高导磁合金、或纯铁体等。大部分电感器的电感在使用不同的测量频率和测试信号电平时会有很大的变化。有磁芯的电感器的电感量受磁性材料的磁导率μ的影响,磁芯的磁感应强度随流过电感线圈的电流所产生的磁场强度的变化而变化,其变化关系由磁化曲线描述。当对磁性材料施加一个静态磁场时,其磁感应强度B随着磁场强度H(与流过电流的大小成正比)的增加而增加,电感量L∝磁导率μ,B=μH。

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●测试电感器一般选用较小的测试电平

当向被测电感器施加一高测试信号时,在某些特定的频率上可能无法准确的测量,这是因为铁心材料的非线形,而导致测试信号电流的失真,为了降低铁心材料的非线形而引起的效应,应降低测试信号电平。由于不同LCR电桥的测试信号电流的不同,则使用不同LCR电桥时可能会得到不同的测试结果,这主要取决于LCR电桥信号源输出电压和信号源内阻。

一般LCR电桥都会提供可调的测试电平,信号源内阻也有30Ω100Ω可选。测试电流可用两种方法进行调节:

将被测电感器连接于LCR电桥测试端,打开Vm/Im监控开关,设置好内阻,选择适当的测试电平使测试电流满足要求。

也可以使用下图所示的方法,由用户自行调整信号源内阻以满足测试电流的要求,以达到不同LCR电桥测试结果的一致性。

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上图中调节电位器Ra,使电流为需要值,此时可将Ra更换为一固定电阻。

关于电感器的直流叠加特性

磁性电感器更多应用于电源电路及滤波电路,纹波、噪声及干扰抑制中,这类应用中电感器中总要留过一定的工作电流,模拟这种应用的测量方法就是叠加直流测试。不同的叠加电流,其所对应的电感量也不一样,这就是电感器的直流叠加特性,高导磁易饱和磁芯电感器具有显著的直流叠加特性。

如果LCR电桥不具有内置偏置功能,如果要进行叠加测试,应使用外部偏置电流源,电流源具有尽可能大的交流阻抗,以减小测试误差。电流源可能会干扰测试信号,隔离电容的充放电也会造成测试信号产生抖晃,这将影响到叠加测试的稳定性,并因测试量程易变而降低测试速度,采用量程锁定的方式有助于将这种影响见到最小。

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注意测试夹具对电感器测量的影响

测试夹具一般由金属材料组成。当金属材料与电感器靠得很近时,来自电感器的漏磁通会在此金属材料内产生涡流。产生涡流的大小与金属体的大小和形状均有关系,涡流大小不同,则测量结果也将不同。同时,金属体也会使电感器中的磁通量发生变化,从而使电感量发生变化。因此,在测量电感器时,应尽可能使被测件远离金属件。

关于Q值测量的准确度

一般说来,采用V/I(电压/电流)法的LCR电桥Q值测量准确度并不太高,尤其在测量高Q值时。LCR电桥测量的Q值是以计算来得到的,如Q=X/R=1/D,若Q值为100时,R值在器件阻抗所占比例较小,则R的细微变化将引起Q的较大变化,如R变化0.1%D变化0.001,则Q值将从100变化至91111

来源:大西洋仪器网    编辑:韦文臻
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