LCR阻抗测量仪校准初探

3 电感参量的校准

　　校准LCR阻抗测量仪测量电感的范围和准确度方法同考核C、R一样，但由于附加效应的影响，使电感的精密测量比较困难，主要的原因是电磁场非线性因素，这是电感本身的材料引起的。一个通电线圈周围的电场强度可以确定，但其周围的电场强度是非线性的，尤其是磁性材料对不同的电压幅度和不同频率非线性响应比较大，这些因素造成了电感测量的复杂性，选用的标准电感必须有频响的测量数据，LCR阻抗测量仪应给出被测电感的等值电路，现代的自动电桥用双T网络原理，选用元件匹配，能满足较宽的频率范围测量电感。

　　电感测量受频率影响较大，因此在考核LCR阻抗测量仪测量电感性能时，要注意所选用的标准电感本身的谐振频率，在这个频率下电感测量准确度最高。例如，一个高频电感在100MHz下测量时，为3uH，Q为100，而在lkHz下测量电阻为18mΩ，Ω为0.1，因此100MHz下测量时的电感变成lkHz下的感性电阻了。

　　沙利文的标准电感(100uH—lH)在IkHz下可作为0.01%的标准电感考核LCR阻抗测量仪，而在10kHz下准确度就有较大的变化。在考核LCR阻抗测量仪测量小电感性能时要采用四端测量法，为了得到准确的测量结果，电压端和电流端之间的耦合要尽可能小。

　　电感器不能加金属屏蔽，因为会引起涡流，使得电感器测量值随工作电流和频率的变化而改变。但是测量电感器的连接线应该带屏蔽，连接导线的长度一般在80cm一100cm。无论电感器量值的大小，接至电感器的引线端都不能屏蔽，该引线端应尽量短，其目的是为了减少分布电容的影响。还需要注意的是：

　　被测电感器的周围不能有金属、铁磁物质存在。电感器测量也必须做二次测量，扣除LCR阻抗测量仪至被测电感器的引线电阻。先使测量端短路平衡，然后再做测量电感值的主测量，两次测量值的增量即为被测电感器的实际值。

　　4 电容损耗因数的校准

　　损耗因数标准器由电容和电阻组合而成，有串联等效电路和并联等效电路两类。取值范围为(10-1~10-5)的十进步进式多盘损耗箱或1、2、5、8跳跃步进式损耗箱。电容量值为100pF～1uF的单值标准电容器。电容损耗因数的校准一般校准范围为(10-4～1)。

　　5 频率特性考核。

　　交流阻抗测量的准确度与频率有关，阻抗测量的灵敏度和频率是成比例的。每一交流阻抗都具有专用频率，在其专用频率下阻抗测量的灵敏度最高。因此LCR阻抗测量仪的频率范围应较宽，才能满足各种交流阻抗的测量，目前LCR阻抗测量仪的频率在10Hz一10MHz之间，如美国GR公司生产的1689(M)，Quadtech公司的7600，HP和Agillent公司的4284。考核LCR阻抗测量仪的频率主要是通过数字频率计直接测量LCR阻抗测量仪的各个频率，看其是否满足其频率指标，如考核GRl689数字电桥的频率，在测试夹“-”端与地之间用频率计监测，仪器编程可选择测试频率12Hz，100Hz，1kHz，10kHz，100kHz等，频率测量之偏差应小于仪器对频率的指标要求。

　　6 测量电压考核

　　交流阻抗测量需要特殊的电压幅度，像铁芯电感、半导体电容都是非线性元件，在测量时电压不能太小，在整个测量过程中交流信号在测量引线中引起的噪声会增加失真度，另外被测阻抗的非线性也会引起谐波畸变。增加电压幅度可以克服上述现象。因此，要求LCR阻抗测量仪测量电压在一定幅度内可调。测量电压一般在5mV～1.25V，有利于交流阻抗的测量，而测量电压与频率有关，因此考核测量电压时必须注明测量时的频率。具体方法是用直接测量法，LCR阻抗测量仪不接被测，在测试夹具“-”端与地之间用数字电压表监测：仪器频率可选12Hz，lkHz和100kHz三种情况下测量5mV~1.25V，电压偏差应满足电桥测量电压指标要求;也可选择在某一电压下，以不