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LCR數(shù)字電橋原理知識(shí)
  • 發(fā)布日期：2022-09-21      瀏覽次數(shù)：2471
      •        采用數(shù)字技術(shù)測(cè)量阻抗參數(shù)的電橋。數(shù)字技術(shù)是將傳統(tǒng)的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、傳遞和處理等。　

      LCR數(shù)字電橋的工作原理介紹

             數(shù)字電橋就是能夠測(cè)量電感,電容,電阻,阻抗的儀器,這是-一個(gè)傳統(tǒng)習(xí)慣的說法,最早的阻抗測(cè)量用的是真正的電橋方法,隨著現(xiàn)代模擬和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,早已經(jīng)淘汰了這種測(cè)量方法,但LCR電橋的叫法一直沿用至今。如果是使用了微處理器的LCR電橋則叫LCR數(shù)字電橋。-般用戶又稱這些為: LCR測(cè)試儀、LCR電橋、 LCR表LCR Meter等等。

       

      20210609045630543.png

      　　數(shù)字電橋的測(cè)量對(duì)象為阻抗元件的參數(shù)，包括交流電阻R、電感L及其品質(zhì)因數(shù)Q，電容C及其損耗因數(shù)D。因此，又常稱數(shù)字電橋?yàn)閿?shù)字式LCR測(cè)量?jī)x。其測(cè)量用頻率自工頻到約100千赫?；緶y(cè)量誤差為0.02%，一般均在0.1%左右。

             隨著電路信號(hào)不斷“高速"、“高頻"。我們必須知道 LRC的實(shí)際模型,而不能簡(jiǎn)單的看成理想模型。通過精確測(cè)量加載到被測(cè)件DUT的電壓和電流,從而精確測(cè)量出DUT阻抗值。從圖中可以看出,通過DUT的電流等于通過電阻Rr的電流，而通過Rr的電流可以通過測(cè)量Vr計(jì)算出來。

      　　

      阻抗的測(cè)量歸結(jié)為兩個(gè)正弦信號(hào)的相位差的測(cè)量。

             在LCR數(shù)字電橋內(nèi)部,可以使用相敏檢波器( PSD )分別測(cè)出Vx和Vr對(duì)應(yīng)于某-參考 相量的同相量分量和正交分量,然后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換( A/D )器將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量,再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)數(shù)運(yùn)算,即可得到組成被測(cè)阻抗Zx的電阻值與電抗值。

      數(shù)字電橋只是繼承了電橋傳統(tǒng)的稱呼。實(shí)際上它已失去傳統(tǒng)經(jīng)典交流電橋的組成形式,而是在更高的水平上回到以歐姆定律為基礎(chǔ)的測(cè)量阻抗的電流表、電壓表的線路和原理中。

      如何測(cè)量電壓與電流的相位差

      方法一 : 過零比較+時(shí)間測(cè)量技術(shù)

      20210609045818846.png

      通過用過零點(diǎn)出發(fā)一個(gè)電平的方式 ,再測(cè)量?jī)蓚€(gè)過零點(diǎn)之間的時(shí)間差。

      20210609045843135.png

      方法二:雙通道同步取樣技術(shù)

      20210609045856503.png

      通過兩路ADC采樣后做運(yùn)算處理分析。

      20210609045912304.png

      方法三:模擬乘法器

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      將兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行乘法。既然可以獲取角度值,則可以獲得阻抗值。

      數(shù)字電橋可用于計(jì)量測(cè)試部門對(duì)阻抗量具的檢定與傳遞，以及在一般部門中對(duì)阻抗元件的常規(guī)測(cè)量。很多數(shù)字電橋帶有標(biāo)準(zhǔn)接口，可根據(jù)被測(cè)值的準(zhǔn)確度對(duì)被測(cè)元件進(jìn)行自動(dòng)分檔；也可直接連接到自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，用于元件生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品自動(dòng)檢驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。80年代中期，通用的誤差低于0.1%的數(shù)字電橋有幾十種。數(shù)字電橋正向著更高準(zhǔn)確度、更多功能、高速、集成化以及智能化程度方面發(fā)展。