LCR表、阻抗分析仪和测试夹具选购指南_10.9.2

如何选用LCR电桥及认识电阻、电容、电感电阻、电容、电感是最常被设计工程师所用的无源器件，但真正了解L、C、R的却不多，愿藉此向各位从事设计、维修等技术的工程师浅谈LCR。

一、理想的L、C、R：换句话说，在理想状态下，相角(θ)在纯电阻下是0O，在纯电容下是-90O，纯电感则为+90O。

但理想归理想，实际的L、C、R却不是如此单纯，尤其对L、C而言。

且看下面分析。

二、中、低频的L、C等效电路：因为有R的存在，所以电感就不再是+90O，电容也不会是-90O，因此产生了相位角(θ)，以三角函数来看：其中虚部为感抗或容抗，而实部为阻抗，因为感抗与容抗涉及到频率，故在不同的工作频率下就会得到不同的（θ）值。

了解到电感、电容中如果RS的成份越小(或RP越大)，则此元器件越趋近于理想，这里我们定义了品质因数(Q)及损耗因数(D)：Q = 1 / D = 虚功/ 实功以串联等效电路来看，若流入固定电流I因此若RS = 0，则Q 变成无穷大，相对的D值= 0。

并联等效电路亦如此类推，于是可以得到一个结论：对无源器件而言，Q越大越好，D值越小越好。

三、电容C的一般应用：最常用的就是从市电进来(AC)要变成直流。

电路如下：市电(AC220V)经变压器后，再经桥式整流器，此时即成为脉动直流(暂不考虑电解电容C)。

加上电解电容C后，即可变成直流，如下图所示：但毕竟C并非理想电容，以串联等效电路来看，且加上负载RL后，则电路如下图：ES即为等效串联电阻（Equivalent Series Resistance, ESR）当电容充电到峰值后，即会对负载RL放电(放电电流IL)，此时，在RS上即产生一个压降(或功率消耗)，波形变成：V ripple (纹波)因此，原本的直流电压就会在上面叠加了一个交流信号，即所谓的纹波，而这纹波的大小除与所加上的负载RL有关外，也与ESR的大小有关，如果ESR太大，则纹波变大，同样，消耗功率也大，这也就是在实际电路工作时，有时在摸电解电容时会发热的原因，若ESR过大，则电解电容发烫，而有爆炸之虞！！所以在设计时建议工程师，须选用LOW ESR电容。

LCR测试仪的功能与正确使用方法电阻、电容、电感是电子线路中必定使用的零部件。

在进行电子线路的设计的基础上，准确地测量这些零部件的值是极其重要的。

测量这些零部件的值，一般使用LCR测试仪。

用LCR测试仪来测量零部件时，与试样之间的连接容易成为引起测量误差的原因。

下面介绍进行这种连接的方法、以及测量误差校正方法的要点。

LCR测试仪与试样的连接方法用LCR测试仪来测量零部件的参数时，其关键问题在于测量误差。

首先是LCR测试仪本身的内部误差，还存在各种各样的原因，而与试样的连接所引起的误差，就是其中之一。

由于LCR测试仪的型号不同，可能的连接方法也会有区别，在此我们整理一下五种连接方法的各自特点。

一般来说，连接方法越麻烦，越能准确地进行测量。

2端子法虽然连接容易，但是由于接触电阻、连接电缆的串联阻抗（r）、连接电缆以及端子之间的杂散电容（Cs）会引起较大的误差，如果不是中等数量级的阻抗，那么测量误差就会比较大。

3端子法对测试电缆和试样进行屏蔽，通过抑制杂散电容，减少对于高阻抗零部件的测量误差。

主要可用于测量较小的电容量。

4端子法设置独立的电压检测电缆，以消除由于测试电缆的串联阻抗所引起的电压降和接触电阻的影响等，是一种减少低阻抗零部件的测量误差的方法。

需要考虑由于电缆之间的互电感（M）所产生的影响。

如果使用在一个夹子上有2个相互绝缘的电极的开耳芬夹子，那么用2个夹子可以容易地进行4个端子的连接。

5端子法是一种减少测量阻抗误差的方法。

4端子对法对于交流阻抗的测量，与直流测量不同，其特点是不会受到温差电动势的影响。

但是，由于电流电缆与电压电缆之间的电磁感应，测量的频率越高，要想测量低阻抗就越困难。

对于这个问题，可以利用电缆的屏蔽层，使电流的去路和归路相互重叠，以抑制磁通量的产生，由此来减少由于电磁感应所引起的残留阻抗。

对电流电压变换部分进行控制，由此使试样一端（Lp端子对）的电压接近于零。

即使Lc端子对上的电压也接近于零，但是由于电流的去路与归路相互重叠，所以也能抑制电磁感应的影响。

LCR作业指导书一、任务概述本文档为LCR作业的指导书，旨在提供详细的操作步骤和要求，确保作业的准确完成。

LCR作业是一项测试电路中电感、电容和电阻等元件参数的实验，通过测量电路中的电流和电压，计算出电感、电容和电阻的数值。

本指导书将详细介绍实验所需的仪器设备、实验步骤和数据处理方法。

二、实验所需仪器设备1. LCR计（LCR Meter）：用于测量电路中的电流和电压。

2. 电感器（Inductor）：用于测量电感值。

3. 电容器（Capacitor）：用于测量电容值。

4. 电阻器（Resistor）：用于测量电阻值。

5. 电源（Power Supply）：提供电路所需的电压。

6. 连接线（Connecting Wires）：用于连接电路中的各个元件。

三、实验步骤1. 准备工作：a. 确保所有仪器设备正常工作，并接通电源。

b. 将LCR计连接到电路中，确保连接线的插头正确连接到相应的插孔。

c. 将电源连接到电路中，调整电源输出电压至合适的范围。

d. 将电感器、电容器和电阻器按照电路图连接到电路中。

2. 测量电感值：a. 打开LCR计，并选择电感测量模式。

b. 将测试夹具连接到电感器的引脚上。

c. 通过LCR计的操作界面设置测试频率和测试范围。

d. 将测试夹具的另一端连接到电路中的电感器引脚上。

e. 按下LCR计的测试按钮进行电感值的测量。

f. 记录测量结果。

3. 测量电容值：a. 在LCR计上选择电容测量模式。

b. 将测试夹具连接到电容器的引脚上。

c. 设置测试频率和测试范围。

d. 将测试夹具的另一端连接到电路中的电容器引脚上。

e. 进行电容值的测量。

f. 记录测量结果。

4. 测量电阻值：a. 在LCR计上选择电阻测量模式。

b. 将测试夹具连接到电阻器的引脚上。

c. 设置测试范围。

d. 将测试夹具的另一端连接到电路中的电阻器引脚上。

e. 进行电阻值的测量。

f. 记录测量结果。

5. 数据处理：a. 将测量得到的电感、电容和电阻值记录在数据表中。

苏黎世仪器Zurich Instruments 带你了解LCR 表与阻抗分析仪苏黎世仪器Zurich Instruments 带你了解LCR 表与阻抗分析仪------瑞士苏黎世仪器Zurich InstrumentsLCR 表和阻抗分析仪之间有什么区别？尤其是在瑞士苏黎世仪器(https://zhinst)的MFIA 阻抗产品同时提供上述两种功能之后，我们经常被问到。

LCR 表和阻抗分析仪的用途基本类似，都可以用于测量电容、电感和电阻等阻抗相关参数。

其工作原理为测量相敏电压与电流的比值。

该比值给出了阻抗的基本数值，例如阻抗的绝对值和相位，以及阻抗的实部和虚部。

在基本测试中，应用自定义的等效电路模型，即可得出相关阻抗参数，包括电容(C)、电感(L)和电阻(R)（LCR 表因此得名）。

此外，还能进一步得出Q 因子、损耗系数和电导率等参数。

除了上述功能外，阻抗分析仪也可对频率进行扫描，通过图形显示获取的阻抗相关参数。

相比之下，LCR 表只能获取固定频率下的参数。

尽管，某些LCR 表仍可以先在多个固定频率下获取相关数据，然后通过进一步的插值处理得到阻抗相关参数。

如图1 所示，选择数值显示选项卡即可使用MFIA 的LCR 表功能，可以查看测量频率，以及获取的阻抗相关参数。

用户可以根据实验要求自行配置数值显示选项卡以显示相关参数，并可选择1 mHz 到5 MHz 之间的任意频率。

选配MF-MD 附加选件后，甚至能够同时在两种频率下进行测量。

图1：LabOne 中MFIA 数值显示窗口的显示界面。

被测对象为10mH 的SMD 测试信号为0.5 V，测试频率为100 kHz。

LCR及阻抗仪测试参数在电路测试中，LCR测量仪是用来测量电感、电容和电阻等参数的重要仪器，而阻抗仪则用于测量电路中的电阻、电感和电容的复数阻抗，下面将详细介绍LCR测量仪和阻抗仪的测试参数。

1. 电阻（Resistance）：电阻是指电流在电路中受到阻碍的程度，常用欧姆（Ω）作为单位进行测量。

在LCR测量仪中，电阻的测试范围通常为0. 01Ω~100MΩ，精度为0.1%~0.01%，测试频率范围为20Hz~5MHz。

2. 电感（Inductance）：电感是指导体中电流变化产生的电磁感应现象，常用亨利（H）作为单位进行测量。

在LCR测量仪中，电感的测试范围通常为1nH~2H，精度为0.2%~0.02%，测试频率范围为20Hz~5MHz。

3. 电容（Capacitance）：电容是指导体之间存储电荷的能力，常用法拉（F）作为单位进行测量。

在LCR测量仪中，电容的测试范围通常为1pF~1F，精度为0.2%~0.02%，测试频率范围为20Hz~5MHz。

4. 耗散因子（Dissipation Factor，D）：耗散因子是衡量电容器内能量损耗程度的指标。

在LCR测量仪中，耗散因子的测试范围通常为0.0001~100，精度为0.2%~0.02%，测试频率范围为20Hz~5MHz。

6. 相位角（Phase Angle）：相位角是指电阻、电感和电容的相位差，它是测量元件特性的重要参数。

在LCR测量仪中，相位角的测试范围通常为-179°~180°，精度为0.2°~0.02°，测试频率范围为20Hz~5MHz。

1. 阻抗（Impedance）：阻抗是指电路中电流对电压的阻碍程度，它是电阻、电感和电容共同作用的结果，通常以复数形式表示。

在阻抗仪中，阻抗的测试范围通常为0.01Ω~10MΩ，精度为0.1%~0.01%，测试频率范围为1Hz~100MHz。

2. 相位角（Phase Angle）：相位角是指电流与电压之间的相位差，它是测量电路特性的重要参数。

阻抗分析仪/LCR表原理阻抗分析仪和LCR表是非常通用的测量器件的电子仪器。

根据阻抗范围和频率范围的不同，有一系列不同原理的仪器来满足测试要求，图1是不同阻抗范围和不同频率范围的阻抗测量方法。

 图1 阻抗测量方法 图2是自动平衡电桥法的原理框图。

通过精确测量加载到被测件DUT的电压和电流，从而精确测量出DUT阻抗值。

从图2中可以看出，通过DUT的电流等于通过电阻Rr的电流，而通过Rr的电流可以通过测量V2计算出来。

通常，在低频（图2 自动平衡电桥法原理框图 图3是RF I-V法原理框图。

RF I-V法是I-V技术在高频范围的扩展，可以紧密测量高达3GHz频率范围的阻抗值。

RF I-V电路和路径必须仔细设计，以确保能够以50ohm阻抗与被测件DUT相连。

如果连接路径的阻抗不是50ohm，不想要的反射将发生，将导致电流和电压的测量误差增大。

RF I-V法细分为高阻和低阻两种测量模式。

实际上，测量仪器保持不变，只是改变测试头，达到两种测量模式的要求。

高阻测量模式，测试电流很小，为了正确的探测电流，电流探头要尽量靠近DUT；低阻测量模式，为了灵敏的得到电压值，电压探头要尽量靠近DUT。

 图3 RF I-V法原理框图 网络反射法即是网络分析仪方法，在此不着介绍。

 各种方法的优缺点如下。

1、自动平衡电桥法优缺点：1）最准确，基本测试精度0.05%；2）最宽的阻抗测量范围：C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O...；3）最宽的电学测量条件范围；4）简单易用；5）低频：f2、RF I-V法优缺点：1）宽的频率范围：1MHz100MHz的最准确测试方法；5）接地器件测试。

阻抗分析仪的定义阻抗分析仪利用物体具有不同的导电作用,在物体表面加一固定的低电平电流时,通过阻抗计算出物体的各种器件、设备参数和性能优劣.阻抗分析仪的原理阻抗分析仪可以测量和评定压电陶瓷片、压电换能器、超声波清洗机、超声波焊接机、超声波粉碎机、超声波加工设备等各种器件、设备的参数和性能优劣.1. 通过导纳圆图与电导曲线图进行判断,比较直观、实用.异常情况下,导纳圆与电导曲线如下图:2. 参数、曲线和器件的关系对于换能器:导纳圆图不能出现寄生圆,谐振频率尽可能接近设计频率,动态阻抗要低,品质因素 Qm要接近设计要求,电容要与电路匹配.对于压电陶瓷片,可以直接从导纳圆图和对数坐标判断器件优劣,如果陶瓷片内部出现分层,或者出现裂纹,对数曲线将出现多峰,导纳圆图上出现多个寄生小圆.对于变幅杆的设计、加工和装配,是否合理或有缺陷,直接在导圆图上明显的可以看到.对于超声波焊接机的生产加工,利用导纳圆的结果分析焊接机的状态,通过参数和图形的分析,找到焊接机存在的问题.对于超声清洗机的生产和加工:振动子的选择要求其振动性能尽可能一致(带宽、品质因数、谐振频率、动态阻抗) .在导纳圆图上,尽可能没有寄生圆或在谐振点附近没有寄生圆.可以对换能器的制造、来料检验、粘结后的换能器、清洗机进行阻抗特性分析和测量.对清洗机的整机测量可以标定机器的谐振频率和静电容,以便匹配电源,可以分析其新的谐振点、注水后的阻抗、电容及整机的振动模态的特性.阻抗分析仪和LCR表原理图示阻抗分析仪和LCR表是非常通用的测量器件的电子仪器.根据阻抗范围和频率范围的不同,有一系列不同原理的仪器来满足测试要求,图1是不同阻抗范围和不同频率范围的阻抗测量方法.图1.阻抗测量方法图2是自动平衡电桥法的原理框图.通过精确测量加载到被测件DUT的电压和电流,从而精确测量出DUT 阻抗值.从图2中可以看出,通过DUT的电流等于通过电阻Rr的电流,而通过Rr的电流可以通过测量V2计算出来.通常,在低频(<100KHz)的LCR表里,使用一个简单的运算放大器作为I-V转换器,缺点是运算放大器的频响在高频段较差.对于频率高于1MHZ的LCR表或阻抗分析仪,I-V转换器由精密的零位检测器,相位检测器和积分器(环路滤波)组成.这种仪器可以测量高达110MHz的频率范围.图2.自动平衡电桥法原理框图图3是RF I-V法原理框图.RF I-V法是I-V技术在高频范围的扩展,可以紧密测量高达3GHz频率范围的阻抗值.RF I-V电路和路径必须仔细设计,以确保能够以50ohm阻抗与被测件DUT相连.如果连接路径的阻抗不是50ohm,不想要的反射将发生,将导致电流和电压的测量误差增大.RF I-V法细分为高阻和低阻两种测量模式.实际上,测量仪器保持不变,只是改变测试头,达到两种测量模式的要求.高阻测量模式,测试电流很小,为了正确的探测电流,电流探头要尽量靠近DUT;低阻测量模式,为了灵敏的得到电压值,电压探头要尽量靠近DUT.图3.RF I-V法原理框图各种方法的优缺点如下.1、自动平衡电桥法优缺点:1)最准确,基本测试精度0.05%;2)最宽的阻抗测量范围:C,L,D,Q,R,X,G,B,Z,Y,O…;3)最宽的电学测量条件范围;4)简单易用;5)低频:f<110MHz.2、RF I-V法优缺点:1)宽的频率范围:1MHZ<F<3GHZ;< FONT>2)好的测试精度,基本测试精度:0.8%;3)宽的阻抗测量范围:100m～50K@10%精度4)>100MHz的最准确测试方法;5)接地器件测试.3、网络分析仪法优缺点:1)高频适用:f>100KHz最佳:f>3GHz2)适中的精度;3)有限的阻抗测试范围.。

lcr测试仪工作原理LCR测试仪是一种用于测量电子元件的阻抗特性的测试仪器。

其工作原理主要基于交流电路的阻抗测量、等效电路模型的测量、交流与直流电压阻抗测量、幅度和频率稳定性的保证以及等效电路模型的误差分析等方面。

1.基于交流电路的阻抗测量LCR测试仪采用交流电路进行阻抗测量，通过向被测元件施加交流信号，并测量其响应，得到阻抗值。

交流电路的阻抗测量包括电阻、电感和电容的测量。

在测量时，LCR测试仪会向被测元件施加一个固定频率的交流信号，然后测量其电压和电流响应，并根据欧姆定律计算出阻抗值。

2.基于等效电路模型的测量LCR测试仪通常采用等效电路模型来描述被测元件的阻抗特性。

该模型将电子元件看作由电阻、电感、电容等基本元件组成的电路，通过对这个电路进行测量，可以得到电子元件的阻抗值。

LCR测试仪通过向被测元件施加不同频率的交流信号，并测量其响应，从而得到等效电路模型中的各个参数。

3.交流与直流电压阻抗测量LCR测试仪可以测量被测元件在交流和直流电压下的阻抗特性。

在交流电压下，LCR测试仪通过向被测元件施加交流信号，并测量其电压和电流响应，得到阻抗值。

而在直流电压下，LCR测试仪则通过向被测元件施加直流信号，并测量其电压和电流响应，得到直流电阻值。

4.幅度和频率稳定性的保证为了保证测量结果的准确性和可靠性，LCR测试仪在测量过程中需要保证信号的幅度和频率稳定性。

通常，LCR测试仪采用高性能的信号源和放大器来保证信号的稳定性，同时采用精密的幅度和频率测量装置来监测信号的幅度和频率变化。

5.等效电路模型的误差分析由于实际电子元件的阻抗特性与等效电路模型存在误差，因此LCR测试仪在测量过程中需要进行等效电路模型的误差分析。

误差分析包括对测量结果的不确定度评估、模型的拟合程度评估等方面。

通过对误差进行分析，可以评估测量结果的准确性和可靠性，并为后续的实验和测量提供参考。

综上所述，LCR测试仪的工作原理主要基于交流电路的阻抗测量、等效电路模型的测量、交流与直流电压阻抗测量、幅度和频率稳定性的保证以及等效电路模型的误差分析等方面。

LCR作业指导书一、任务背景在电子工程领域，LCR（电感、电容和电阻）测试是一项常见的测试任务。

LCR测试用于测量电感、电容和电阻元件的各项参数，以确保元件的质量和性能。

本文将为您提供关于LCR测试的详细指导，包括测试流程、仪器设置和数据分析等。

二、测试流程1. 准备工作在进行LCR测试之前，需要准备以下工作：- 确定测试的元件类型（电感、电容或电阻）- 确定测试的频率范围- 准备好所需的LCR测试仪器和相关配件2. 连接测试仪器将被测试的元件正确连接到LCR测试仪器。

根据元件类型，选择合适的测试夹具或探针进行连接。

确保连接稳定可靠，避免干扰。

3. 仪器设置根据测试需求，设置LCR测试仪器的参数，包括测试频率、信号电平和测试模式等。

确保参数的准确性和一致性。

4. 开始测试启动LCR测试仪器，开始测试。

测试仪器将自动发送测试信号，并测量元件的响应。

测试过程中，注意观察仪器显示的测试结果，确保测试的稳定性和准确性。

5. 数据记录将测试结果记录在适当的记录表中，包括元件的参数数值和测试时间等。

确保记录的准确性和完整性。

6. 数据分析根据测试结果，进行数据分析。

比较不同元件的参数数值，评估其质量和性能。

根据需要，进行进一步的数据处理和统计分析。

7. 结果解释根据数据分析的结果，对测试结果进行解释和总结。

根据需要，提出改进建议或采取相应的措施。

三、仪器要求进行LCR测试时，需要使用专用的LCR测试仪器。

以下是一些常见的仪器要求：- 测试频率范围：从几Hz到几MHz不等，根据测试需求选择合适的频率范围。

- 测试精度：通常以百分比或小数形式表示，表示测量结果与真实值之间的偏差。

- 测试速度：表示测试仪器完成一次测试所需的时间。

- 信号电平：表示测试仪器发送的测试信号的电平大小。

- 测试模式：包括串联测试、并联测试和自动测试等。

四、数据分析方法进行LCR测试后，需要对测试结果进行数据分析。

以下是一些常见的数据分析方法：- 参数比较：比较不同元件的参数数值，评估其质量和性能。

同惠LCR测试仪器选择指南导语:LCR测试仪器是电子工程师在电感、电容和电阻测试过程中常用的工具。

同惠是一家专注于LCR测试的公司，提供了多种不同型号的LCR测试仪器，以满足不同用户的需求。

在选择适合自己的LCR测试仪器时，应该考虑以下几个因素：一、测试需求：首先，需要明确自己的测试需求。

根据不同的应用场景和测试对象，选择不同类型的LCR测试仪器。

例如，对于电感元件的测试，可以选择LCR桥或LCR表，而对于SMD元件的测试，可以选择LCR测试夹具。

二、测试频率：LCR测试仪器一般可以在不同的频率范围内进行测试，频率的选择与测试对象的特性直接相关。

一般情况下，测试频率越高，测量的精度越高，但也会受到更多的噪声干扰。

因此，在选择LCR测试仪器时应根据测试对象的特性和精度要求来选择适合的测试频率。

三、测试精度：LCR测试仪器的测试精度是选择的关键因素之一、测试精度的高低直接影响到测试结果的准确性。

一般情况下，测试精度越高，价格也会越高。

因此，在选择LCR测试仪器时应根据自己的实际需求来平衡测试精度和成本之间的关系。

四、便携性：便携性是选择LCR测试仪器时需要考虑的因素之一、如果需要经常在不同的地方进行测试，那么应该选择体积小巧、重量轻的LCR测试仪器。

相反，如果测试场所固定，那么大小和重量就可以不是首要考虑的因素。

五、价格：LCR测试仪器的价格因型号和配置不同而有所差异。

因此，在选择LCR测试仪器时，应当根据自己的实际需求和所能承受的价格范围来选择。

六、品牌和售后服务：选择有知名品牌和良好售后服务的LCR测试仪器是非常重要的。

知名品牌通常具有更好的品质和可靠性，而良好的售后服务可以提供技术支持和问题解决方案，以确保测试仪器的长期使用。

七、用户评价：在选择LCR测试仪器时，可以参考其他用户的评价和反馈。

用户评价可以直接反映该型号测试仪器的性能和可靠性，帮助选择者做出更准确的决策。

结语:通过以上几个方面的考虑，选择适合自己的LCR测试仪器是非常重要的。