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制作LCR表高精度电桥 内含设说明文档、电路图、PCB工程文档、校(7)

时间:2013-03-16 16:47来源:未知 作者:admin 点击:
100Hz、1kHz档主参数精度表白表示: 20欧档精度:0.5% of reading + 2毫欧, 0到50*20欧=1k欧 1k欧档精度:0.5% of reading + 0.1欧,0到50*1k=50k欧 10k欧档精度:0.5% of reading + 1欧,0到50*10k=500k欧 100k欧

100Hz、1kHz档主参数精度表白表示:
20欧档精度:0.5% of reading + 2毫欧, 0到50*20欧=1k欧
1k欧档精度:0.5% of reading + 0.1欧,0到50*1k=50k欧
10k欧档精度:0.5% of reading + 1欧,0到50*10k=500k欧
100k欧档精度:0.5% of reading + 10欧,0到2M欧,高阻测量须思考剩余电阻。
5M至100M欧读值仅共参考,未测试,
副参数的精度比主参数的精度低。X与R,起主导作用的那个为主参数。如,电容以容性为主时,主参数是X,副参数是R。电阻的主参数普通是R。
副参数的串联电抗比主参数小,有效读数也会比较小,因此误差变大。
副参数的精度表白方式与主参数相反,但reading部分要用主参数读值代入。
主、副参数,是用等同增益缩小器输出,而后采样并运算失去的。所以它们的分辨力是相反的。
对于大电容ESR的测量误差:
ESR指等效串联电阻,LCR数字电桥是测量ESR相关于繁难的阻抗法测量,精度要高很多的。这块LCR表频率不高,只做到7.8kHz,所以测量ESR的实用范畴较小。假设仅仅是想知道10kHz左右时的ESR,电桥可能准确测定的。精度方面与电容材质、容量无关。高Q的电容,即ESR非常小的电容,本表基本上无能为力,测不了,常常间接显示为0或-0。
本表可能测量Q值低于200的电容ESR。
设容抗为X,ESR的有效分辨力是“2毫欧+X/300”
假设Q小于1,ESR的有效分辨力是“2毫欧+R/300”
大于200的,ESR测量不可靠的。举例来说:低压的CBB22电容,测不了,它的ESR太小了。
例1:0.47uF/630V CBB22电容为例
我的LCR表测得结果是:容抗X=-43欧,R=-0.01欧(0与-0.01之间跳),Q = 43/0.01=4300。
显然,这个ESR测量结果是不正确的,甚至出现了负值。
本表测量这类电容的ESR,有效分辨力是容抗的1/300,也就是说,容抗43欧,只能分辨到43/300=0.14欧。做失望的误差预计,它也难以分辨到0.14/2=0.07欧。这就形成它无奈测量这个CBB电容了,由于该电容的ESR小于0.07欧
例2:1uF/400V CL21电容
我的LCR表测得结果是:X=-22欧,R=0.22欧,Q=100
有效分辨是22/300=0.07欧,如今测得的ESR是0.22欧,比0.07欧大得多,因此这个测值是有效的。
精度做最坏预计:0.07/0.22=30%,当然,上面的分辨力预计有很大的余量,实践误差是小于30%的。
例3:测量电解220uF电容
我的LCR表测得结果是:X=-96.7毫欧,R=101毫欧,Q=0.95
有效分辨是101/300+2=2.3毫欧,如今测得的ESR是101毫欧,比2.3毫欧大得多,因此这个测值是有效的,而且精度很好。
以上测试频率为7.8kHz,20欧档

电感电容的分辨力:
电感分辨力约为2 mΩ/(6.28*7.8kHz)=0.04uH,实践可分辨到0.01uH至0.02uH左右。
频率7.8kHz时,电容分辨力约为1/(6.28*7.8kHz*1G欧) = 0.02pF,实践受搅扰,有效分辨率仅0.05至0.1pF左右
电感、电容误差,依照X的误差预计即可。Q值较大时,X误差就是基本误差0.5%
Q值精度:
Q值精度比较不凡。串联测量时Q=X/R,并联法测量时Q=R/X。Q值的误差实践上是X和R二者中精度最低的那个。
相对误差是:(主参数分辨力 + 量程固定误差) / 副参数读值
也可写为:(Q * 副参数/300 + 量程固定误差)/ 副参数 = Q/300 + 量程固定误差 / 副参数
Q值较大时,因为Q值误差较大,相对误差示意为:Q/300即可。
例如,Q=300时,误差能够到达300/300=100%,如600Q能够测为300Q,高阻时,噪声大,Q误差能够更大,低阻时误差普通小于100%
综上,Q值大于300,本表测Q已经不可靠了。可能以为,读数大于500的,本表测值为无量大。
D值精度:
本表不显示D值。D值是Q值的倒数。误差为0.003+2毫欧/ESR,在D<0.5时评价
1000pF以下的Q值测定精度:
这种小电容,普通要用7.8kHz档测量,以考察它的高频Q值。
以下是7.8kHz情况下探讨测量原理与方法。
本表存在正负70M欧兆至2G欧的并联剩余电阻。而且这个剩余电阻是很不巩固的,漂移重大,有时是70M,有时变为500M。
思考到剩余电阻的不巩固性,所以当被测电容的并联损耗电阻凑近于剩余电阻时,Q值就无奈测定了。通常只能测量40M欧以下的损耗电阻。
10pF的容抗是2M欧,假设它的Q值是20,那么它的并联损耗电阻是40M欧,已经凑近于剩余电阻了。
关于10pF电容,只能测量20Q,大于20的,只能知道这个电容Q值大于20,详细Q值本表无奈分辨,兴许它的Q值是1000。
关于50pF电容,只能测量100Q。
关于100pF电容,只能测量200Q。
上述举例的3个不同容量电容,当测到了它们的上限值(20,100,200),误差是很大的。结果也只是作为参考。
小容量电容ESR测量误差起源:
其一是AD分辨力和鉴相器的综合误差,它对ESR误差的贡献是A=X/300(X为电抗分量)
其二是不巩固的并联剩余电阻形成的误差。其值为R0=50M欧估值。
关于Q>2,R0转为串联模式,其值为r0=X2/R0
因此,ESR误差为A+r0 = X2/R0 + X/300 = X ( X/ R0 + 1/300 ) 
从上式看,当X/R0<1/300,即X<170k欧(C大于120pF),R0引入的误差变为次要,误差间接驳回X/300预计即可。
也可能驳回均方误差预计,所得误差值会小一些。又由于R0估值有较大余量,所以间接取X2/R0与X/300两者中较大的为误差预计项即可。
例1,测得220pF独石电容的电抗为90k欧,那么ESR误差是90/300=0.3千欧。
例2,测得80pF瓷电容的电抗为230k欧,那么ESR误差是230*0.23/50)=1千欧。
例3,测得20pF瓷电容的电抗为2.2M欧,那么ESR误差是2.2*2.2/50)=0.1M欧。关于这种电容,要想应用这个LCR表预计Q值,倡导在并联形式下,观察接入20pF电容前后等效并联电阻的变动情况。如,接入前是100M至150M欧之间跳变,接入后也是在这个范畴内跳变,说明这个电容的Q值很高,在200以上,LCR表无奈分辨。也可能多个相反的电容并联起来测量,失去的Q值将变得准确许多。其实,7.8kHz的电桥是不合适测量这么小电容的Q值的



下表是洞洞板LCR表电阻测量精度实测(未做相位校准):
被测电阻        档位        100Hz        1kHz        7.8kHz
2.5mΩ        20欧        2.2 mΩ        3.1mΩ        2.2 mΩ
7mΩ        20欧        7 mΩ        7 mΩ        7 mΩ
14mΩ        20欧        14 mΩ        13 mΩ        13 mΩ
223 mΩ        20欧        222 mΩ        222 mΩ        222 mΩ
2.210M        100k并        2.213M        2.205M        2.187M (责任编辑:admin)
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