交流阻抗測量儀使用研究

摘 要：交流阻抗測量儀因其測試參數多、頻率范圍寬、穩定性和準確度較高、優點而廣泛應用于檢驗、計量等部門。測量參數不同，測量方法也不同，本文根據多年的計量經驗，重點介紹交流阻抗測量儀在實際使用中遇到的問題及解決辦法，為準確測量交流阻抗參數提供參考。

關鍵詞：交流阻抗測量儀；交流阻抗參數

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-01

一、概述

（一）初次使用前應認真閱讀使用說明書，了解清楚儀器使用中的注意事項、前面板各按鍵的功能和操作步驟以及準確度等級等技術指標。

（二）測試夾具選擇。選擇測試夾具，這是保證測量準確性的一個重要條件，各種交流阻抗測量儀的測試端子不同，所使用的測試夾具也不同，為消除引線的附加阻抗，最常用的是四端對測試夾具，這種配置能方便、穩定和精確地進行測量，同時避免了由于諸多因素如互感、測試信號的干擾以及測試連接中的不希望殘余信號引起的測量誤差，所以，四端對測量方法無論在低阻抗或是高阻抗測量中都有優點。常見的有標準BNC連接器加廠家專配的各種測試夾具的組合，進口的和國產一些準確度等級較高的儀器一般采用此種設計，如：HP4285A、4275A、4294A；同惠的TH2816、TH2810、TH2828S等，它的四端分別是大電流（HCUR）、高電位（HPOT）、低電位（LPOT）和小電流（LCUR），測量中注意正確連接。Fluke的PM6303A，雖然不是BNC連接器，但也是標準的四端對測試夾具。國產儀器中還有一種整體測試夾具，通常直接在儀器上裝有一對外里的帶彈簧的可調節間距的夾具，它們適用于引線直徑較小（D<1mm）的徑向或軸向的元器件測試，當插入元件時，能自動提供正確的四端連接。當引線直徑較大時還可選用其它的四端或三端引線測試夾具，采用這種設計的如天津市無線電六廠生產的YY2812、YY2814等，還有一些儀器的測試夾具為內置，只可測徑向元器件，如LCR401等。用戶在使用時一定要選用適合的測試夾具，方可保證測量的準確。

另外要注意的是，為了用四端對測量技術來實現精確測量，需要注意交流阻抗測試儀與被測器件之間的信號線應盡可能短，最好使用原配線。對于四端對測量電路配置，接頭HCUR、HPOT、LPOT、LCUR的外屏蔽必須在盡可能接近被測器件之處，全部連在一起。

二、測量方法和注意事項

（一）根據被測件選擇測量頻率、速度（時間）和等效電路等，一般常用的測量頻率有：100/120Hz、1kHz、l0kHz、100kHz；速度分別有慢/中/快速（或短/中/長）；等效電路為串聯（series）或并聯（parallel）模式。

（二）進行開路（open）校正和短路（short）校正，測量準確度較高的儀器一般都設計有此兩項內容，在選定測量參數等后，將被測器件接到測試夾具之前，必須進行誤差校正來消除測試夾具的殘余誤差，開路校正用來消除與被測器件并聯的雜散導納，方法是：測試夾具開路，較簡單的按“開路\"鍵即可，復雜些的可按儀器操作說明書的步驟進行，待出現相關正確的信息后完成開路校正。短路校正用來消除與被測器件串聯的殘余阻抗的影響，進行短路校正的方法是：將測試夾具的所有電極彼此相連或用短路片接到測試夾具上，按“短路”鍵即可，復雜的可按儀器操作說明書的步驟進行來完成短路校正。

（三）選擇測量頻率：交流阻抗測試儀一般的默認頻率為1kHz，它雖然有很寬的頻帶，依據交流阻抗測量儀國家目前的計量檢定規程，測量頻率為1kHz，也有選擇100Hz。但交流阻抗測試儀在測量中也可能使用其他頻率，理論分析和實踐都已證明，不同頻率對各參數測量的影響很大，尤其是L和C參數，所以進口儀器一般都給出不同頻率下的誤差表或曲線，但一些國產儀器在這點上說明較少，如WK4225，YY2814等，但在其使用說明書中提到為保證其準確性在小電感和小電容的測量中最好使用10kHz頻率。

一般國產儀器在電感L<100μH、電容C<100pF時的使用頻率最好為10kHz，而當L>100mH，C>1μF應使用較低頻率如100/120Hz，電阻在R<1MΩ時受頻率影響不大，R>1MΩ時應使用100/120Hz，f=1kHz用于L，C，R的中值測量。建議用戶在儀器送檢時應將自己對頻率的使用要求告知我們計量部門，使我們在檢定中采取措施盡可能滿足需求。

（四）選擇等效電路模式：等效電路對測量結果影響也很大，下面分參數給出一般規律：

電感L：電感值同其電抗是成正比的，小或中值電感，即電抗<10kΩ時利用串聯等效電路模式（Ls），大電感，即電抗>10kΩ時利用并聯等效電路模式（LP）。

電容C：電容值同其電抗是成反比的，小或中值電容，即電抗>10kΩ時利用并聯等效電路模式，大電容，即電抗<10kΩ。時利用串聯等效電路模式（Cs）以上介于兩者之間的L，C及R（Z）值，聽從廠家建議。

（五）各選項設定好以后，可進行測量，要注意的是測量狀態應盡量同測試夾具開/短路修正時的位置相同，尤其是電感測量時更應注意，同時在每改變一種測量參數時最好重新進行開路和短路修正，以減少殘余誤差。

（六）直流偏壓的使用：測量電解電容需要適當的直流電壓，多數儀器內部提供了2V的直流偏壓，選擇C/D模式后按“Bias”鍵進行測量，如若需2V以上的偏壓，可按說明書的方法加外部偏壓或用有直流偏壓選件的儀表。有些儀器還可編程測量電解電容，如4284A、4285A、4294A、TH2828S等則更方便和準確。

三、結束語

交流阻抗測量儀是電子企業生產、設計、檢驗必不可少的測量儀器，是電子產品質量保障的關鍵儀表。因此，在其使用過程中必須考慮到各種細節以及注意事項，避免產生不必要的測量誤差，以確保被測參數量值的準確可靠，提高測量交流阻抗參數測試能力。

參考文獻：

[1]阮永順.交流阻抗測量儀器的發展狀況[J].電測與儀表，1983（12）.

[2]褚大華.用數字雙正弦波振蕩器比較導納[J].電測與儀表，1984（10）.

[3]朱應揚，朱日彰，王曠.交流阻抗的快速測量[J].實驗技術與管理，1985（02）.

[4]葛萬成.交流阻抗自動測試儀[J].電測與儀表，1986（02）.

[5]阮永順.交流電橋的新進展[J].電測與儀表，1980（11）.

[6]何炳蔚.具有程控增益的數據采集裝置的開發[J].電子技術應用，1998（11）.

[作者簡介]陳菊俠（1976-），女，本科，工程師，研究方向：儀表計量及設計。