用LCR测试仪准确测量电感、电容、电阻的连接方法及校准

来源:EEFOCUS发布时间:2022-01-215530浏览

　　本文重点介绍用LCR测试仪准确测量电感、电容、电阻的连接方法及校准和使用中应注意的事项。

　　1、引言

　　当今电子元件的设计追求高性能，而同时又致力于减少尺寸、功耗和成本。有效而准确的元件性能描述、设计、评估和制造过程中的测试，对于元件用户和生产厂家是至关重要的。

　　电感、电容、电阻是电子线路中使用最为广泛的电子器件，在进行电子设计的基础上，准确地测量这些器件的值是极其重要的。ＬＣＲ测试仪是一种采用交流方式测量电感、电容、电阻、阻抗等无源元件参数的装置。用ＬＣＲ测试仪测量元器件的参数时，其关键问题是测量误差。它的误差来源主要有两部分，首先是ＬＣＲ测试仪本身的内部误差，其次是由不正确校准、测试件的连接方法及不正确选择测量电路模型引起的。一般连接方法越麻烦越能准确地测量出元器件的参数。

　　２、ＬＣＲ测试仪校准

　　首先对测试仪进行开路校准，开路校准主要是消除测试夹具与被测件相并联的杂散导纳。其次是进行短路校准，通过一短路条（用低阻抗的金属板）将高、低电极相连。短路校准主要是消除测试夹具与被测件相串联的残余阻抗的影响。

　　３、选择测量电路模型

　　对于小电容、大电感来说，电抗一般都很大。这意味着并联电阻（Ｒ。）的影响相对于小数值串联电阻（Ｒ，）更加显著，所以应采用并联电路模型。相反，对于大电容、小电感则采用串联模型。大于１０Ｋ１１左右用并联，小于１０ＫＱ左右用串联。如图１。

　　图1

　　4、LCR测试仪与被测件的连接

　　4.1 2端子法

　　这种连接方法比较简单，但由于接触电阻、连接电缆的串联阻抗（ｒ）、连接电缆以及端子之间的杂散电容（ｃ。）会引起较大的误差。如果不是中等级数量的阻抗，那么测试误差就会比较大。一般用于精度要求不是很高的测试。连接如图２。

　　图2

　　4.2 ３端子法

　　对测试电缆和被测件进行屏蔽，通过抑制杂散电容，减少对高阻抗测试的测量误差。一般用于小电容的测量。为了将测试引线的杂散电容减至最小，测试电缆引线的中心导体应维护尽可能短，测量接头的屏蔽与电缆中心导体互联，以降低对地杂散电容的影响。

　　4.3 ４端子法

　　设置独立的电压检测电缆，以消除由于测试电缆串联阻抗所引起的电压降和接触电阻的影响，是一种减少低阻抗测试误差的方法。但需要尽量考虑由于电缆之间的互感（Ｍ）所产生的影响，增加外屏蔽。外屏蔽导体起测量信号的返回路径作用，相同电流既流过中心导体又流过外屏蔽导体（以相反方向）。所以在导体周围未产生外部磁场（由内部电流和外部电流产生的磁场彼此完全抵消）。因此，消除了电缆之间的互感（M）造成的误差。连接如图3。

　　图3

　　4.4 6端子法

　　对于交流阻抗的测量与直流不同，其特点是不会受到温差电动势的影响。但是，由于电流电缆与电压电缆之间的电磁感应，测量的频率越高，要想测量低阻抗就越困难。对于这个问题，可以利用电缆的屏蔽层，使电流去路和归路相互重叠，以抑制磁通量的产生，由此来减少由于电磁感应所引起的残留阻抗，抵制电磁感应的影响。对电流电压变换部分进行控制，由此使试样端（Lp）的电压接近于零。即使Lc端子对上的电压也接近于零。连接如图4。