电子仪器与测量 第7章阻抗测量

(适用于小于1kΩ电阻)
R~ R (1 1 0.7 11.4 1 2 1 2 )
(适用于小于1 ~ 200kΩ的电阻)
第7章 阻抗测量
对于一般的电阻器来说， α、 β、 γ等系数都很小。 对于某一电阻器而言， 这些系数都是常数， 故可以在几 个不同的频率上分别测出其阻值R~， 从而推导出这些系数 和R_。
第7章 阻抗测量
7.2.2 交流电桥的收敛性
为使交流电桥满足平衡条件， 至少要有两个可调元件。 一般情况下， 任意一个元件参数的变化会同时影响模平衡 条件和相位平衡条件， 因此， 要使电桥趋于平衡， 需要反 复进行调节。 交流电桥的收敛性就是指电桥能以较快的速 度达到平衡的能力。 我们以图7-4所示的电桥为例说明此问 题， 其中， Z4为被测的电感元件。
第7章 阻抗测量
图7-3 伏安法测量阻抗
第7章 阻抗测量
在低频情况下， 若被测元件为电阻器， 则其阻值为
RU I
若被测元件为电感器， 则由于ωL=U/I， 有
L U 2πfI
若被测元件为电容器， 则由于1/ωC=U/I， 有
C I 2πfU
第7章 阻抗测量
7.2 电桥法测量阻抗
电桥的基本形式由4个桥臂、 1个激励源和1个零电位指 示器组成。 四臂电桥的原理图如图7-4所示， 图中Z1、 Z2、 Z3和Z4为四个桥臂阻抗， Zs和Zg分别为激励源和指示器的内 阻抗。 最简单的零电位指示器可以是一副耳机。 频率较高 时， 常用交流放大器或示波器作为零电位指示器。
测量阻抗参数最常用的方法有伏安法、 电桥法和谐振法。
第7章 阻抗测量
伏安法是利用电压表和电流表分别测出元件的电压和 电流值， 从而计算出元件值。 该方法一般只能用于频率较 低的情况， 把电阻器、 电感器和电容器看成理想元件。 用伏安法测量阻抗的线路有两种连接方式， 如图7.1-3所示。 这两种测量方法都存在着误差。 在图(a)所示的测量中， 测 得的电流包含了流过电压表的电流， 它一般用于测量阻抗 值较小的元件； 在图(b)所示的测量中， 测得的电压包含 了电流表上的压降， 它一般用于测量阻抗值较大的元件。

relay2=0; relay1=0; } if(relay3_3==2) { relay3_3=0; relay3=0; frq=1000; relay2=0; relay1=0; } LCD_ShowxNum(125,170,relay3,1,16,0); LCD_ShowxNum(165,30,frq,4,16,0); } if(relay1==0&&t==0) { delay_ms(800); LCD_ShowxNum(125,130,relay1,1,16,0); delay_ms(800); if(relay2==0) { LCD_ShowxNum(125,150,relay2,1,16,0); delay_ms(1800); delay_ms(500); adcx=Get_Adc_Average(ADC_CH1,20); temp=(float)adcx*(3.3/4096); shuzu1=temp; adcx=temp; LCD_ShowxNum(180,50,temp,1,16,0); 部分 temp-=adcx; temp*=1000; LCD_ShowxNum(196,50,temp,3,16,0X80); 数部分 } relay2=1; delay_ms(800); if(relay2==1) { LCD_ShowxNum(125,150,relay2,1,16,0); delay_ms(1800);
(2.6)
GX
(2.7)
DX
GX N N N2N4 1 3 C X N1 N 4 N 2 N 3
(2.8)
同理可以导出被测参数 R，L 的计算公式。
三、电路设计与软件设计
1、单元电路的设计
这是一个由精密运放ＯＰ０７构成的５倍放大电路， 用于放大由ＤＤＳ产生的正 弦信号，送给被测网络。

阻抗的测量方法
伏安法----电压 电流法 伏安法 电压-电流法 电压 模拟式 电桥法 手动调平衡 电桥法----手动调平衡 谐振法----高频 高频（ 表法 表法） 谐振法 高频（Q表法） 自动平衡电桥法 *数字式 矢量电压 电流法 数字式 矢量电压-电流法 网络分析法
6.2.1电阻标准 6.2.1电阻标准
1.电感线圈 电感线圈 电感线圈的主要特性为电感L，但不可避免地还包含有损耗电 电感线圈的主要特性为电感 ，但不可避免地还包含有损耗电 分布电容C 在一般情况下， 的影响较小。 阻rL和分布电容 f。在一般情况下，rL和Cf的影响较小。由图 可知电感线圈的等效阻抗为 1 (rL + jωL) jωC f rL + jωL Z dx = = 1 jωC f rL + (1 − ω 2 LC f ) rL + j (ωL − ) ωC f
令 ω0 L =
1 为其固有谐振角频率 固有谐振角频率， 为其固有谐振角频率，并设 rL<< ωL << 1 ， LC f ωC f
则上式可简化为
Z dx = Rdx + jωLdx ≈
rL ω 1 − ϖ 0L
2 2

+ jω
L ω 1− ϖ 0L
1 D = = Rϖ C = tgδ ≈ δ Q
（7.7） ）
7.1.3 阻抗的测量特点和方法
通过上面对RLC基本特性的分析，可以明显地看出，电感线圈、 基本特性的分析，可以明显地看出，电感线圈、 通过上面对 基本特性的分析 电容器、电阻器的实际阻抗随各种因素而变化， 电容器、电阻器的实际阻抗随各种因素而变化，在选用和测量 RLC时必须注意两点： 时必须注意两点： 时必须注意两点 1.保证测量条件与工作条件尽量一致 保证测量条件与工作条件尽量一致 测量时所加的电流、电压、频率、 测量时所加的电流、电压、频率、环境条件等必须尽可能接近 被测元件的实际工作条件，否则，测量结果很可能无多大价值。 被测元件的实际工作条件，否则，测量结果很可能无多大价值。 2.了解 了解RLC的自身特性 了解 的自身特性 在选用RLC元件时就要了解各种类型元件的自身特性。例如， 元件时就要了解各种类型元件的自身特性。例如， 在选用 元件时就要了解各种类型元件的自身特性 线绕电阻只能用于低频状态；电解电容的引线电感较大； 线绕电阻只能用于低频状态；电解电容的引线电感较大；铁芯 电感要防止大电流引起的饱和。 电感要防止大电流引起的饱和。

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