阻抗分析仪

LCR表及阻抗分析仪的测量参数
测量参数|Z|,|Y|,θ,R,X,G,B,Cp,Cs,Lp,Ls,Rp,Rs,D,Q
1)阻抗Z = R + jX = |Z|∠θ
2)R: 称为电阻定义为：电压相量与电流相量之比，是一个复数。

X: 电抗
XL= 2πfL = ωL 电感的电抗
XC= 1/2πfC = 1/ωC 电容的电抗
3)/Y/: (导纳) G:(电导) B:(电纳)
4)Y=G+jB 这个是阻抗并联测量的一种表达方式
电容的电纳Bc=2πfC 电感的电纳BL= 1/2πfL
5)θ:电角度
6)Q:(品质因数)Q =存储能量/损失能量=XS/RS
7)D:(损耗因数) D=1/Q
8)Cs:串联电容Cp:并联电容低阻抗装置大电容,小电感(使用串联)
9)Ls:串联电感Lp:并联电感高阻抗装置小电容,大电感(使用并联)
10)Rp Rs
11) 介电常数测量:
介电常数推导：C=介电常数S/4K∏T
介电常数=C*4K∏T/S
12)磁导率测量:
其中Z*res:为剩余阻抗
Zm:有被测物的测量阻抗
Zsm:无被测物的测量阻抗
U0: 初始磁导率
h; 磁环高度
c;磁环外径。

b;磁环内径
测试夹具：16454A。

Agilent 4294A阻抗分析仪使用手册华中科技大学激光技术国家重点实验室2002年1月目录目录......................................................................................一、介绍..............................................................................二、基本原理： .................................................................三、A GILENT 4294A的主要技术指标: .............................四、前/后面板、硬/软键介绍 ...........................................五、测量方法......................................................................一、介绍Agilent 4294A精密阻抗分析仪可以对各种电子器件（元件和电路）以及电子材料和非电子材料的精确阻抗测量提供广泛的支持。

它是对电子元件进行设计、签定、质量控制和生产测试的强有力工具。

它所提供的性能和功能对于电路设计开发人员将获益匪浅。

此外，Agilent 4294A的优良测量性能和功能为电路的设计和开发以及材料（电子材料和非电子材料）的研究和开发提供强有力的工具。

它具有：·在宽阻抗范围的宽频率范围内进行精确测量·强大的阻抗分析功能·便于使用并能用多种方式与PC机配套电子器件：无源元件：二端元件如电容器、电感器、铁氧体珠、电阻器、变压器、晶体/陶瓷谐振器、多芯片组件或阵列/网络元件的阻抗测量。

半导体元件：变容二极管的C－V（电流－电压）特性分析；二极管、晶体管或集成电路(IC)封装终端/引线的寄生分析；放大器的输入/输出阻抗测量。

阻抗分析仪和网络分析仪的区别背景介绍在电子工程领域中，阻抗和网络分析是两个非常重要的概念。

阻抗是指电路中电流与电压之比的绝对值，它的单位为欧姆，是衡量电路的电阻程度的指标。

网络分析则是指对电路中各个元件进行分析，掌握各个元件之间的相互关系和特性，以便优化电路性能的过程。

阻抗分析仪和网络分析仪是电子工程领域中经常使用的两种测试仪器，它们在强调不同方面的测试能力的同时，也存在一些不同之处。

本文将从测试分析的对象、测试方法、测试范围和测试精度四个方面来探讨阻抗分析仪和网络分析仪的区别。

测试分析的对象阻抗分析仪主要用于测试电路中的阻抗，包括电感、电容和电阻等等。

它的主要作用是确认电路各元件的参数，以便更深入更详细地了解整个电路的特性。

阻抗分析仪一般可以根据测试对象的不同，选择不同的测试方式和测试参数，以便更准确地测试。

网络分析仪则更偏重于测试整个电路的性能，包括电路中各种元件之间的相互关系、反应和耦合等。

网络分析仪可以测试电路的高频特性，如S参数、功率、噪声系数等等。

它的主要作用是通过测试电路的性能，找到其优化方案，以提高其性能和效率。

测试方法阻抗分析仪主要依靠恒流源和交流电路源进行测试。

在测试电路中的阻抗时，阻抗分析仪将恒定电流通入电路中，然后测量产生的电压大小和相位，最后根据交流电路源的频率在所选的频率范围内进行测试。

阻抗分析仪的测试方法简单直接，但要求测试电路中无电源。

网络分析仪则主要依靠扫频信号源和测试端口进行测试。

网络分析仪通过扫描频率，将输出信号注入到待测试的电路中，然后通过测试端口将测试结果反馈给网络分析仪。

网络分析仪的测试方法复杂，但可以测试各种电路，包括有电源和电源噪声的电路。

测试范围阻抗分析仪一般只适用于测试单个电路中的元件，例如测试一个电容或者电感的参数，测试特定电阻的阻值，等等。

阻抗分析仪的测试范围相对较小，只能测试某些特定电路中的阻抗。

而网络分析仪则可以测试电路的整体性能，包括测试整个电路的反应和耦合。

数字式超声波阻抗特性分析仪使用小手册一、仪器简介：超声波阻抗分析仪MW-U201系列产品是由我公司研制开发的一款超声领域专用性能检测仪器，提供压电类超声器件和设备的参数、性能检测综合性解决方案。

MW-U201超声波阻抗分析仪系列产品是全新一代便携式触摸屏分析仪。

其特点如下：1.尺寸仅有33cm*23cm*(前12cm后14.5cm)，重量仅有2.35千克，轻巧便携;2.超大触摸屏，一次显示全部参数和图形，更直观；3.超快测试速度，一次测试1000点仅需5秒;4.本款最大测试频率可达1MHz，满足绝大部分厂商的需求。

MW-U202可测最高频率5MHz;百度可搜索脉为科技二、电源的使用系统可以工作在AC100V-240V的任意电压下，功率消耗为18W。

接入电源：AC100-240V50-60Hz;产品功耗：18瓦。

三、操作流程:仪器操作流程如下:1.左后方品字头电源线接入市电，然后打开仪器左侧的开关。

2.系统启动完成后，进入“中文”或者“英文”即可进入相应的操作界面3.请将两端的测试夹具接到中间两个BNC测试端(如果是陶瓷专用治具，则可以方便地直接接到所有四个BNC测试端)4.设定“起始(START)”频率和“终止(END)”频率(本款仪器可测频率范围为1KHz-1MHz)，频率单位都是“KHz”。

因为是触摸屏，所以按下输入位置即会弹出输入键盘。

5.设定检测精度，根据所需要的测试点数不同一共有六个档位:Fast,Normal,Medium,High,Higher,Highest(1)如果压电器件的机械品质因素Qm较低，选择靠前的档位;如果器件的Qm较高，选择靠后的档位。

(2)越低的档位，测量点数越少，时间越短，越高的档位，测量点数越多，时间越长。

(3)选择档位只要能保证导纳圆大体上成圆形就可以，这样可以节约测量时间。

(4)最低的档位Fast测量点数大概在200点，最高的档位Highest测量点数大约在2000点。

阻抗分析仪的特性1. 概述阻抗分析仪（Impedance Analyzer）是一种电子测试仪器，用于测量电路或系统中的阻抗。

阻抗是电路或系统对交流（AC）电源的电流和电压的响应。

阻抗分析仪可以测量和分析各种电阻、电容、电感、RF器件、传感器、生物材料等的阻抗特性。

因为阻抗分析仪可以提供高精度且无损的电气参数测量，所以在工业、研究、测试和测量等领域得到了广泛的应用。

2. 仪器特性以下列举几种阻抗分析仪的特性：2.1 测量频率范围阻抗分析仪通过在不同的频率下测量电路或系统的阻抗，来获得其在不同频率下的电阻、电容、电感等物理参数。

不同的阻抗分析仪具有不同的测量频率范围，典型的频率范围为 1 Hz 到 1 GHz。

2.2 测量精度阻抗分析仪的测量精度与可控系统清晰度和测量精度直接相关。

典型的阻抗分析仪能够提供高达 0.05% 的测量精度。

2.3 测量速度阻抗分析仪测量速度取决于成像电容中的容量和系统处理能力。

典型的阻抗分析仪能够在 100 毫秒内执行一次完整的测量。

2.4 测量模式阻抗分析仪分为两种基本测量模式：直流（DC）和交流（AC）。

交流测量模式用于测量高频电路或系统的动态行为，直流测量模式用于快速监测电路中的电容和电感的稳定性。

阻抗分析仪可以通过简单的软件切换选择两种测量模式。

2.5 可调谐性阻抗分析仪可通过可调谐性技术实现调制输出电源波形，以在特定的频率下获得最佳测量结果。

2.6 数据处理阻抗分析仪能够存储数据并生成曲线图和 3D 图像，以便分析和评估电路或系统的特性，以及与其他组件及材料的相互作用。

2.7 其他特点阻抗分析仪具有以下特点：•高精度数据测量•低计量误差•内外部数据处理和存储•用户友好的显示•可通过 USB、LAN 和 GPIB 连接到计算机等设备上3. 应用领域阻抗分析仪在以下应用领域得到广泛应用：•半导体生产•化学研究•生命科学•电力和电子工程•冶金和材料研究•广泛的生产和工业应用4. 结论阻抗分析仪是一种重要的测试仪器，具有高精度、可调谐等特性，被广泛应用于电子工程、生命科学等领域。

主要的阻抗测量方法阻抗测量是评估材料、电路或器件对交流电流的阻抗大小和相位的一种方法。

阻抗测量在电子工程、通信、医学、物理等领域都有广泛应用。

下面介绍几种主要的阻抗测量方法：1.交流电桥法：交流电桥法是一种常用的测量电阻或电抗的方法。

交流电桥主要包括维恩电桥和魏斯桥。

维恩电桥适用于测量电阻值，魏斯桥适用于测量电感和电容值。

这两种方法都是通过调节电桥电路中的电阻、电感或电容的值，使得电桥平衡，从而得到阻抗的值。

2.阻抗分析仪：阻抗分析仪是一种使用频谱分析的方法来测量阻抗的设备。

它通过输入不同频率的交流信号，测量电压和电流之间的相位差和幅度，从而得到阻抗的大小和相位。

阻抗分析仪广泛应用于材料科学、化学、电子工程等领域。

3.无刷电机法：无刷电机法是一种测量液体和浆料等材料阻抗的方法。

它利用无刷电机在外加电场作用下产生的液体流动，通过测量电机的输出电流和电压来计算阻抗值。

无刷电机法具有测量精度高、测量范围广、操作简便等特点，适用于液体阻抗测量。

4.热噪声法：热噪声法是一种通过测量电路中的热噪声来计算阻抗值的方法。

根据热噪声的性质，可以通过测量电路两个端口之间的热噪声功率谱，推导出电路的阻抗谱。

热噪声法适用于高频和宽频带的阻抗测量。

5.直流电桥法：直流电桥法是一种常用的测量电阻值的方法。

它通过测量电桥电路中平衡条件下的电流和电压来计算电阻值。

直流电桥法适用于稳态条件下的电阻测量。

6.输电线电抗法：输电线电抗法是一种通过测量输电线上的电流和电压来计算线路阻抗的方法。

通过测量输电线上的电压和电流的相位差、幅度等参数，利用传输线理论，可以计算出线路的阻抗值。

7.电感模拟法：电感模拟法是一种通过比较标准电感和待测电感之间的感应程度来测量电感值的方法。

待测电感和标准电感通过一个互感器连接在一起，通过测量互感器的电压和电流之间的关系，计算出待测电感的阻抗值。

总结来说，阻抗测量方法有很多种，包括交流电桥法、阻抗分析仪、无刷电机法、热噪声法、直流电桥法、输电线电抗法和电感模拟法等。

阻抗分析仪的原理介绍阻抗分析仪（Impedance Analyzer）是一种电学测试仪器，用于测量电路或设备的阻抗（Impedance）。

阻抗是描述电路或设备对输入信号的响应的参数，通常用复数来表示。

阻抗的定义和表示阻抗是电路或设备对输入信号的响应，通常包括阻抗大小和相位。

因此，阻抗一般用复数表示，表示为Z = R + jX，其中R是阻抗的实数部分，X是阻抗的虚数部分，j是虚数单位，满足j²=-1。

阻抗分为两种类型：纯电阻和纯电容阻抗。

当X为0时阻抗为纯电阻，当R为0时阻抗为纯电容阻抗，而当R和X都不为0时阻抗为复合阻抗。

阻抗分析仪的工作原理阻抗分析仪是通过对电路或设备发送一系列频率相同、大小不同的信号，并测量输出信号与输入信号之间的差异，计算阻抗的大小和相位，从而得到被测设备的阻抗信息。

阻抗分析仪的核心部件是信号发生器和检测器，信号发生器负责产生连续的正弦波信号，检测器负责测量反射回来的电压信号。

在测量时，信号发生器会发送一段正弦波信号，并将该信号送到被测电路或设备输入端。

随后检测器会检测输出端的电压信号，并将其与输入信号进行比较和分析，计算出被测电路或设备的阻抗信息。

阻抗分析仪可以在一定电压、电流条件下进行测量，并可以根据所需测量的参数（如阻抗大小、相位等）和测试频率进行设置。

一般情况下，阻抗分析仪可以测试100 Hz至1 MHz范围内的频率。

阻抗分析仪的应用阻抗分析仪广泛应用于电子设备、电池、太阳能电池等领域，主要用于测试电路或设备的阻抗、谐振频率、损耗等参数，以及帮助分析电路或设备的性能和故障。

例如，在电子领域中，阻抗分析仪可以用于测试电容、电感和滤波器等电路元件的性能，以及测试线路板和金属结构的阻抗和电磁兼容性。

在太阳能电池领域中，阻抗分析仪可以用于测试太阳能电池的阻抗特性、电子传输性能、损耗等参数。

总结阻抗分析仪是一种用于测量电路或设备阻抗的仪器，它通过发送一系列频率相同、大小不同的信号，并测量输出信号与输入信号之间的差异，来计算阻抗的大小和相位。

阻抗分析仪原理
阻抗分析仪是一种用于测量电路、电子元件或生物组织等的电学特性的仪器。

它通过测量电压和电流的关系来分析被测试物体的阻抗，从而得到其电学特性参数。

阻抗分析仪的原理是基于交流电路理论和电学特性的研究，通过对被测试物体施加交流电压或电流，然后测量其响应，从而得到被测试物体的阻抗。

在阻抗分析仪的工作中，交流电源提供交流电压或电流信号，被测试物体根据
其阻抗特性响应产生电压或电流信号，然后通过测量电压和电流的相位差和幅值来计算被测试物体的阻抗。

阻抗分析仪可以测量的电学参数包括电阻、电感、电容等，也可以用于生物组织的阻抗测量，如皮肤阻抗、细胞阻抗等。

阻抗分析仪的原理基于交流电路理论，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，通过对
被测试物体施加交流电信号，可以得到其阻抗特性。

阻抗分析仪在实际应用中有着广泛的用途，可以用于电子元件的电学特性测试，也可以用于生物医学领域的生物组织阻抗分析。

阻抗分析仪的原理简单而又实用，通过测量被测试物体的电压和电流响应，可
以得到其阻抗特性参数，从而对被测试物体的电学特性进行分析。

阻抗分析仪在科研、医学、电子工程等领域有着重要的应用价值，是一种不可或缺的电学测试仪器。

总之，阻抗分析仪的原理是基于交流电路理论和电学特性的研究，通过对被测
试物体施加交流电压或电流，然后测量其响应，从而得到被测试物体的阻抗。

阻抗分析仪在科研和工程领域有着广泛的应用，是一种非常重要的电学测试仪器。

超声波换能器参数的测试及阻抗测试仪核心提示：用阻抗分析仪可以评定压电陶瓷片、压电换能器、整个振动系统（超声波换能器加上变幅杆、模具）等各种器件设备的性能优劣。

用阻抗分析仪可以评定压电陶瓷片、压电换能器、整个振动系统（超声波换能器加上变幅杆、模具）等各种器件设备的性能优劣。

用阻抗分析仪分析超声器件设备，最重要的几个参数如下： 1. Fs：机械谐振频率，即振动系统的工作频率、设计中应尽可能接近期望值。

对于清洗机，振子的谐振频率一致性越高越好。

2. Gmax：谐振时的电导，振动系统工作时的电导值，它是动态电阻的倒数。

在相同的支撑条件下越大越好，Gmax＝1／R1。

一般对于清洗或焊接振子来说，一般在50ms～500ms之间。

如果太小的话，一般来说，振子或振动系统工作会有问题，如电路不匹配或转换效率低、振子寿命短。

3. C0：超声波换能器压电器件等效电路中静态支路的电容量，C0＝CT－C1（其中：CT为1kHz下的自由电容，C1为压电器件等效电路中动态支路的电容量）。

使用时要以电感对C0进行平衡。

在清洗机或超声加工机器的电路设计中，正确地平衡C0可以提高电源的功率因素，使用电感平衡有两种方法，并联调谐和串联调谐。

4. 超声波换能器机械品质因素，以电导曲线法确定，Qm＝Fs／（F2－F1），Qm越高越好，因为越高，振子的效率越高；但必须与电源匹配，Qm值太高时，电源无法匹配。

对于清洗振子来说，值越高越好，一般来说，清洗振子的Qm要达到500以上，太低的话，振子效率低。

对于超声波换能器超声加工来说，振子本身的Qm值一般在500左右，加上变幅杆之后，一般达到1000左右，再加上模具，一般达到1500～3000。

5. F2，F1：振子半功率点频率，对于超声加工的整个振动系统（包含变幅杆和模具）来说，F2－F1要大于10Hz, 否则频带太窄，电源难以工作在谐振频率点，设备无法工作。

F2－F1与Qm值直接相关，Qm＝Fs／（F2－F1）。

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.。