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03.各種電子元件的測(cè)量方法

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多層陶瓷電容器(MLCC)的電容測(cè)量

多層陶瓷電容器(MLCC)分為根據(jù)測(cè)量電壓而電容變化的高介電常數(shù)型以及不會(huì)變化的溫度補(bǔ)償型。規(guī)定電容時(shí)的測(cè)量條件分別按照溫度補(bǔ)償性、高介電常數(shù)型的JIS標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定。

測(cè)量條件的設(shè)置例

參數(shù)大容量的被測(cè)物為Cs-D,小容量的被測(cè)物為Cp-D
頻率請(qǐng)參考下表
直流偏壓OFF
信號(hào)電平額定電壓以下
測(cè)量量程AUTO
速度SLOW2
LowZ模式OFF

LCR-1.png

※其他為初始設(shè)置。
※這是測(cè)量范例。由于最適合的條件根據(jù)被測(cè)物不同會(huì)有差異,因此請(qǐng)使用者自行決定。


JIS C5101-21用于表面貼裝的定瓷電容器種類1  溫度補(bǔ)償型(CH、C0G等)(IEC30384-21)


參數(shù)額定靜電容量額定電壓測(cè)試頻率測(cè)試電壓※1直流偏壓
C,D(tan δ)C≤1000pF全部1MHz或100kHz
(標(biāo)準(zhǔn)1MHz)
5Vrms以下無(wú)
C>1000pFkHz或100kHz
     (標(biāo)準(zhǔn)1kHz)



JIS C5101-22用于表面貼裝的定瓷電容器種類2  高介電常數(shù)型(B、X5R等)(IEC30384-22)

參數(shù)額定靜電容量額定電壓測(cè)試頻率測(cè)試電壓※1直流偏壓
C,D(tan δ)C≤1000pF全部1MHz1.0±0.2Vrms無(wú)
1000pF<C≤10uF超過(guò)6.3V1KHz1.0±0.2Vrms
6.3V以下1KHz0.5±0.2Vrms
C>10uF全部100Hz或120Hz0.5±0.2Vrms




※1 測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)是通過(guò)輸出電阻和測(cè)試樣品對(duì)開(kāi)路端子電壓進(jìn)行分壓的電壓。
※2測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)可以通過(guò)開(kāi)路端子電壓、輸出電阻、測(cè)試樣品的阻抗進(jìn)行計(jì)算。
※3 測(cè)試樣品的阻抗不確定時(shí)或測(cè)量偏差較大的多個(gè)測(cè)試樣品時(shí)使用CV模式更方便。


關(guān)于高介電常數(shù)型的電容
溫度特性表示為B、X5R、X7R等的電容中使用了介電常數(shù)較高的材料。
高介電常數(shù)型的電阻不僅能夠?qū)崿F(xiàn)小型大容量,而且還具有容量根據(jù)測(cè)試電壓和溫度變化較大的特點(diǎn)。

LCR_Using_MLCC4.png


測(cè)量?jī)x器的介紹


適用于生產(chǎn)線


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
3504-40120Hz,1kHz

最適合用于大容量電容測(cè)量

通過(guò)恒壓回路進(jìn)行高速CV測(cè)量
3504-50
3504-60
3506-101kHz,1MHz

最適用于小容量電容測(cè)量

重復(fù)精度高



適用于研發(fā)、驗(yàn)貨等


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3570DC,4Hz~5MHz

分析模式下進(jìn)行掃頻



參數(shù)(Cs和Cp)的確定方法
各頻率下的阻抗的大致標(biāo)準(zhǔn)(D較小時(shí))

LCR_Using_MLCC7.png


電容的等效電路

LCR_Using_MLCC8.png

大容量的電容:因?yàn)镃的阻抗較低,所以可以忽略Rp。設(shè)為串聯(lián)等效電路。
小容量的電容:因?yàn)镃的阻抗較高,所以可以忽略Rs。設(shè)為并聯(lián)等效電路。

一般來(lái)說(shuō),測(cè)量如大容量電容這類低阻抗元件(約100Ω以下)時(shí),使用串聯(lián)等效電路模式,測(cè)量如小容量電容這類高阻抗元件(約10kΩ以上)時(shí),使用并聯(lián)等效電路模式。約100Ω~10kΩ的阻抗等等效電路模式不確定時(shí),請(qǐng)和元器件的制造商進(jìn)行確認(rèn)。
實(shí)際的電容如圖所示串聯(lián)的Rs、并聯(lián)的Rp連接到理想電容C進(jìn)行工作。通常Rp會(huì)非常大(MΩ以上),Rs會(huì)非常?。◣爪敢韵拢?。理想電容的電抗可以通過(guò)電容和頻率,按照Xc=1/j 2πf C[Ω]來(lái)計(jì)算。Xc較小時(shí),Rp和C并聯(lián)的阻抗≒Xc。另一方面,Xc較小的話,則不能忽略Rs,因此整體上可以視作Xc和Rs的串聯(lián)等效電路。Xc較大時(shí)則相反,不能忽略Rp,但可以忽略Rs,這樣就變成了并聯(lián)等效電路。


開(kāi)路電壓(V)模式和恒壓(CV)模式的區(qū)別
開(kāi)路電壓是指測(cè)試樣品沒(méi)有進(jìn)行連接時(shí)Hc端子產(chǎn)生的電壓。將開(kāi)路電壓用輸出電阻和測(cè)試樣品分壓后的電壓外加在測(cè)試樣品上。
恒壓(CV)模式下設(shè)置測(cè)試樣品兩端的電壓。使用IM35xx讀取電壓的監(jiān)視值,軟件上反饋后作為CV。使用3504-xx的話在硬件(模擬電路)上設(shè)置CV,因此可以高速進(jìn)行恒壓測(cè)量。3506-10雖然僅有開(kāi)路電壓(V)模式,但是因?yàn)檩敵鲭娮栎^?。?kHz的2.2uF量程以上為1Ω,除此以外的條件下為20Ω),所以相比其他機(jī)型,具備開(kāi)路端子電壓≒測(cè)試電壓的測(cè)試樣品的阻抗低的特點(diǎn)。

LCR_Using_MLCC9.png

 


電解電容器的電容測(cè)量

規(guī)定電解電容器的電容時(shí)的測(cè)量條件是按照J(rèn)IS標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定的。電容器廠家的公稱值是符合JIS標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量值。但是,電解電容器的靜電容量值根據(jù)測(cè)量頻率的不同有較大差異,因此也用符合實(shí)際使用回路條件的頻率確認(rèn)電容值。
在和電容測(cè)量相同條件下測(cè)量基于電解電容器的內(nèi)部電極部分的電阻和電解質(zhì)電阻等的等效串聯(lián)電阻(ESR)或損耗角正切e(tane)。


測(cè)量條件的設(shè)置范例:

參數(shù)Cs-D-Rs
頻率120Hz以及實(shí)際使用的回路的頻率
直流偏壓ON 1.0V
信號(hào)電平0.5Vrms
測(cè)量量程AUTO
速度SLOW2
LowZ模式ON
LCR_Using_EC2_1.png

※其他為初始設(shè)置。
※這是測(cè)量范例。最適合的條件根據(jù)被測(cè)物而異,請(qǐng)使用者自行決定。


JIS C5101-4鋁固體(Mn02)和非固體電解電容器    (IEC 60384-4)

參數(shù)額定靜電容量額定電壓測(cè)試頻率測(cè)試電壓※1直流偏壓※2
C,D(tan δ)
Rs(ESR)
全部全部100Hz 或 120Hz5Vrms以下0.7~1.0V

※1 測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)是使用輸出電阻和測(cè)試樣品將開(kāi)路端子電壓分壓后的電壓。
※1 測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)能夠通過(guò)開(kāi)路端子電壓、輸出電阻和測(cè)試樣品的阻抗進(jìn)行計(jì)算。
※2 可省略外加直流偏壓。


低阻抗高精度模式:
低阻抗高精度模式下輸出電阻下降、測(cè)試電流增加,而重復(fù)測(cè)量精度提高。若測(cè)量超過(guò)100μF這類大電容(低阻抗)的電容,就能夠更加穩(wěn)定的進(jìn)行測(cè)量。下圖是使用IM3570,分別在低阻抗高精度模式ON/OFF下比較重復(fù)精度的結(jié)果。(100kHz、1Ω量程、1V)
※低阻抗高精度模式有效的條件根據(jù)機(jī)型而異。請(qǐng)參照各機(jī)型的使用說(shuō)明書(shū)。

LCR_Using_EC4.png

重復(fù)測(cè)量約100mΩ的電阻


測(cè)試儀器的介紹:

針對(duì)生產(chǎn)線

型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3523DC,40Hz~200kHz

測(cè)量時(shí)間2ms、高性價(jià)比

IM3533DC,1mHz~200kHz

內(nèi)部直流偏壓功能、觸摸屏

針對(duì)研發(fā)、驗(yàn)貨


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3570DC,4Hz~5MHz分析模式下掃頻功能
IM9000IM3570選件:等效電路分析軟件
IM3590DC,1mHz~200kHz使用等效電路分析功能可分開(kāi)測(cè)量ESR和ESL



關(guān)于等效串聯(lián)電阻(ESR)和損耗系數(shù)D(tanδ)
電解電容器的普通等效電路如下圖所示。
這里低頻(50Hz~1kHz)的話則基于等效串聯(lián)電感L的電抗(XL)非常之小,可以看做0,這時(shí)的各元件的電阻成分、電抗成分在復(fù)平面中變?yōu)橄聢D所示的矢量關(guān)系。
電容器的理想狀態(tài)是R=0、損耗系數(shù)D=0,但是實(shí)際上電解電容器的話,存在電極箔的電阻、電解質(zhì)的電阻、引線的電阻以及各部分的連接電阻等各種電阻成分,因此等效串聯(lián)電阻ESR或損耗系數(shù)D(tanδ)是評(píng)價(jià)電解電容器好壞的指標(biāo)。
使用IM3533或IM3536可以同時(shí)測(cè)量并顯示4種參數(shù),因此如顯示范例可作為電解電容器的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)確認(rèn)電抗X、靜電容量C、等效串聯(lián)電阻Rs、損耗系數(shù)D。

LCR_Using_EC7.png

重復(fù)測(cè)量約100mΩ的電阻

LCR_Using_EC8.png

矢量圖

LCR_Using_EC9.png

IM3536的顯示范例


直流偏壓功能
電解電容器分為普通有極性型和兩極性型。有極性型根據(jù)需要加上直流偏壓,而不在電容器上加反向電壓。
由于IM3533或IM3536有內(nèi)部直流偏壓功能,因此無(wú)需準(zhǔn)備外部直流電源即可直接外加直流偏壓。

LCR_Using_EC10.png


Cs和Cp的確定方法
一般來(lái)說(shuō),測(cè)量大容量的電容器這種低阻抗元件(約100Ω以下)時(shí)使用串聯(lián)等效電路模式,而測(cè)量小容量的電容器這種高阻抗元件(約10kΩ以上)時(shí)使用并聯(lián)等效電路模式。在無(wú)法確定約100Ω~10kΩ的阻抗等的等效電路模式時(shí),請(qǐng)和元件廠家進(jìn)行確認(rèn)。

 


鉭電容的電容測(cè)量

鉭電容是陽(yáng)極使用金屬鉭的一種電解電容器。和其他電容器相比體積小但電容大,和陶瓷電容器這類大容量產(chǎn)品相比,具備電壓、溫度特性好的特點(diǎn)。測(cè)量條件由JIS標(biāo)準(zhǔn)而定,測(cè)量靜電容量C、等效串聯(lián)電阻Rs(ESR)、損耗角正切e(tanδ)和阻抗Z。


測(cè)量條件的設(shè)置范例

參數(shù)Cs-D(120Hz)、Rs(100kHz)
頻率120Hz、100kHz
直流偏壓OFF
信號(hào)電平0.5Vrms
測(cè)量量程AUTO
速度SLOW2
LowZ模式ON
LCR_Using_TC2.png

※其他為初始設(shè)置。
※這是測(cè)量范例。最適合的條件根據(jù)被測(cè)物而異,請(qǐng)使用者自行決定。


JIS C5101-3用于表面貼裝的固定鉭固體(MnO 2)電解電容器
(IEC 60384-3)


參數(shù)額定靜電容量額定電壓測(cè)試頻率測(cè)試電壓※1直流偏壓※2
C,D(tan δ)全部全部100Hz 或 120Hz0.5Vrms以下0.7~1.0V
Rs(ESR)、Z全部全部100kHz0.5Vrms以下0.7~1.0V



JIS C5101-15固定鉭非固體或固體電解電容器
(IEC 60384-15)


參數(shù)額定電壓
     額定靜電容量
測(cè)試頻率測(cè)試電壓※1直流偏壓※2
C,D(tan δ)全部100Hz 或 120Hz0.1Vp~1.0Vp2.1~2.5V※3
Rs(ESR)、Z全部在100Hz、120Hz、1kHz、10kHz、100kHz、1MHz中選擇能得到最低阻抗值的頻率0.1Vp~1.0Vp2.1~2.5V※4



JIS C5101-24用于表面貼裝的固定鉭固體(導(dǎo)電性高分子)電解電容器
(IEC 60384-24)

參數(shù)額定靜電容量額定電壓測(cè)試頻率測(cè)試電壓※1直流偏壓※2
C,D(tan δ)全部2.5V以下100Hz 或 120Hz0.5Vrms以下1.1~1.5V
超過(guò)2.5V1.5~2.0V
Rs(ESR)、Z全部全部100kHz0.5Vrms以下無(wú)

※1 測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)是使用輸出電阻和測(cè)試樣品將開(kāi)路端子電壓分壓后的電壓。
※1 測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)能夠通過(guò)開(kāi)路端子電壓、輸出電阻和測(cè)試樣品的阻抗進(jìn)行計(jì)算。
※2 可省略外加直流偏壓。
※3 雙極性電容器不外加直流偏壓。
※4 僅在測(cè)試電壓0.5Vp以上時(shí)外加。


Cs和Cp的確定方法
一般來(lái)說(shuō),測(cè)量大容量的電容器這種低阻抗元件(約100Ω以下)時(shí)使用串聯(lián)等效電路模式,而測(cè)量小容量的電容器這種高阻抗元件(約10kΩ以上)時(shí)使用并聯(lián)等效電路模式。在無(wú)法確定約100Ω~10kΩ的阻抗等的等效電路模式時(shí),請(qǐng)和元件廠家進(jìn)行確認(rèn)。


測(cè)試儀器的介紹:

針對(duì)生產(chǎn)線

型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3523DC,40Hz~200kHz

測(cè)量時(shí)間2ms,Cs-D/ESR連續(xù)測(cè)量

IM3533DC,1mHz~200kHz

測(cè)量時(shí)間2ms,Cs-D/ESR連續(xù)測(cè)量,觸摸屏

針對(duì)研發(fā)、驗(yàn)貨


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3570DC,4Hz~5MHz分析模式下掃頻功能
IM9000IM3570選件:等效電路分析軟件
IM3590DC,1mHz~200kHz使用等效電路分析功能可分開(kāi)測(cè)量ESR和ESL



4端子對(duì)法:
在測(cè)試樣品Zx的附近若連接彼此的屏蔽層,則測(cè)試電流會(huì)通過(guò)屏蔽層返回來(lái)。這個(gè)返回屏蔽層的電流所產(chǎn)生的磁通量和測(cè)試電流I所產(chǎn)生的磁通量相抵消,因此特別是在低阻抗的測(cè)量中能夠降低測(cè)量誤差。(IM35xx)

LCR_Using_TC8.png

連續(xù)測(cè)量模式:
IM35xx系列的連續(xù)測(cè)量功能在不同設(shè)置條件(頻率、電平)下連續(xù)測(cè)量不同的設(shè)置項(xiàng)目。
如下例所示,連續(xù)測(cè)量Cs-D測(cè)量(120Hz)和ESR測(cè)量(100kHz)

LCR_Using_TC9.png

 


導(dǎo)電性高分子電容器的電容測(cè)量

導(dǎo)電性高分子電容器和鋁電解電容器相比,具備ESR(等效串聯(lián)電阻)較低、溫度變化時(shí)較穩(wěn)定的特性。而且,相對(duì)直流偏壓的靜電容量的穩(wěn)定性也非常出眾。測(cè)量條件根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)C5101-25-1而定,測(cè)量等效串聯(lián)電阻(ESR)和損耗角正切e(tane)。


測(cè)量條件的設(shè)置范例

參數(shù)Cs-D(120Hz)、Rs(100kHz)
頻率120Hz、100kHz
直流偏壓ON  1.5V
信號(hào)電平0.5Vrms
測(cè)量量程AUTO
速度SLOW2
LowZ模式ON
LCR_Using_CPC2.png

※其他為初始設(shè)置。
※這是測(cè)量范例。最適合的條件根據(jù)被測(cè)物而異,請(qǐng)使用者自行決定。


JIS C5101-25-1用于表面貼裝的固定鋁固體(導(dǎo)電性高分子)電解電容器
(IEC 60384-25-1)

參數(shù)額定靜電容量額定電壓測(cè)試頻率測(cè)試電壓※1直流偏壓※2
C,D(tan δ)全部2.5V以下120Hz0.5Vrms以下1.1~1.5V
超過(guò)2.5V1.5~2.0V
Rs(ESR)全部全部100kHz±10kHz0.5Vrms以下OFF

※1 測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)是使用輸出電阻和測(cè)試樣品將開(kāi)路端子電壓分壓后的電壓。
※1 測(cè)試電壓(=外加在測(cè)試樣品上的電壓)能夠通過(guò)開(kāi)路端子電壓、輸出電阻和測(cè)試樣品的阻抗進(jìn)行計(jì)算。
※2 可省略外加直流偏壓。


低阻抗高精度模式:
低阻抗高精度模式下輸出電阻下降、測(cè)試電流增加,而重復(fù)測(cè)量精度提高。若測(cè)量超過(guò)100μF這類大容量(低阻抗)的電容,就能夠更加穩(wěn)定的進(jìn)行測(cè)量。下圖是使用IM3570,分別在低阻抗高精度模式ON/OFF下比較重復(fù)精度的結(jié)果。(100kHz、1Ω量程、1V)
※低阻抗高精度模式有效的條件根據(jù)機(jī)型而異。請(qǐng)參照各機(jī)型的使用說(shuō)明書(shū)。

LCR_Using_CPC4.png


測(cè)試儀器的介紹:

針對(duì)生產(chǎn)線

型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3523DC,40Hz~200kHz測(cè)量時(shí)間2ms、高性價(jià)比
IM3533DC,1mHz~200kHz內(nèi)部直流偏壓功能、觸摸屏

針對(duì)研發(fā)、驗(yàn)貨


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3570DC,4Hz~5MHz分析模式下掃頻功能
IM9000IM3570選件:等效電路分析軟件
IM3590DC,1mHz~200kHz使用等效電路分析功能可分開(kāi)測(cè)量ESR和ESL



等效電路分析功能:
通過(guò)等效電路分析功能,可以單獨(dú)分析構(gòu)成元件的L、C、R的各要素。
在下圖中,使用IM3570+IM9000測(cè)量導(dǎo)電性高分子電容器的ESR和ESL。

LCR_Using_CPC7.png


連續(xù)測(cè)量模式:
IM35xx系列的連續(xù)測(cè)量功能在不同設(shè)置條件(頻率、電平)下連續(xù)測(cè)量不同的設(shè)置項(xiàng)目。
如下例所示,連續(xù)測(cè)量Cs-D測(cè)量(120Hz)和ESR測(cè)量(100kHz)

LCR_Using_CPC8.png

 


電感器(線圈)的電感測(cè)量

線圈分為空心(當(dāng)中為空氣或者非磁性材料)的和當(dāng)中使用鐵氧體等磁性材料(=高導(dǎo)磁率材料)的。帶磁芯的電感中具有電流依賴性。


測(cè)量條件的設(shè)置范例

參數(shù)Ls,Q,Rdc
頻率自諧振頻率以下
直流偏壓OFF(如果ON則無(wú)法測(cè)量)
信號(hào)電平CC(恒流)模式,額定電流以下
測(cè)量量程AUTO
速度SLOW2
LowZ模式ON
LCR_Using_Ind2.png

※其他為初始設(shè)置。
※這是測(cè)量范例。最適合的條件根據(jù)被測(cè)物而異,請(qǐng)使用者自行決定。


關(guān)于測(cè)量頻率的設(shè)置
線圈(感應(yīng)器)具備的電感和線圈的寄生電容中的LC共振現(xiàn)象被稱為自諧振。另外,產(chǎn)生這種自諧振的頻率被稱為自諧振頻率。評(píng)估線圈時(shí),請(qǐng)使用比自諧振還要低很多的頻率測(cè)量L和Q。
線圈的阻抗可通過(guò)Z=j2πfL進(jìn)行計(jì)算,頻率越高則阻抗越高。改變頻率進(jìn)行測(cè)量時(shí),若將測(cè)量量程設(shè)定為AUTO能夠更加高效的進(jìn)行測(cè)量。為了更加高精度的進(jìn)行測(cè)量,并能在精度好的量程下測(cè)量阻抗,請(qǐng)?jiān)O(shè)置合適的頻率。

LCR_Using_Ind3.png


關(guān)于測(cè)量信號(hào)電平的設(shè)置
測(cè)量電流可通過(guò)開(kāi)路電子電壓和輸出阻抗、被測(cè)物的阻抗計(jì)算得出。設(shè)置測(cè)量電壓時(shí)注意不要讓額定電流超過(guò)。
測(cè)量有電流依賴性的線圈(=磁芯)時(shí),請(qǐng)?jiān)O(shè)置磁性材料不會(huì)飽和的信號(hào)電平。如果是沒(méi)有電流依賴性的線圈,則推薦設(shè)置精度最好的信號(hào)電平。如果是IM35xx系列,則V模式的1V位最優(yōu)設(shè)置。如果是IM758x系列,以DUT端口50Ω終端時(shí)的功勞來(lái)規(guī)定測(cè)量信號(hào)電平,因此最好的精度設(shè)置為+1dBm。
測(cè)量帶磁芯的線圈或額定電流較小的線圈等情況時(shí),用IM35xx可設(shè)的CC(恒流)模式最為方便。用軟件控制使測(cè)量電流恒定。

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測(cè)試儀器的介紹:

針對(duì)生產(chǎn)線


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3533DC,40Hz~200kHz帶Rdc的溫度補(bǔ)償功能
IM3536DC,4Hz~8MHz標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型,高速、高穩(wěn)定性、價(jià)格實(shí)惠
IM7581100kHz~300MHz針對(duì)高頻、高速測(cè)量線圈



針對(duì)研發(fā)、驗(yàn)貨


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3570DC,4Hz~5MHz分析模式下掃頻功能



Ls和Lp的確定方法:
一般來(lái)說(shuō),測(cè)量大容量的電容器這種低阻抗元件(約100Ω以下)時(shí)使用串聯(lián)等效電路模式,而測(cè)量小容量的電容器這種高阻抗元件(約10kΩ以上)時(shí)使用并聯(lián)等效電路模式。在無(wú)法確定約100Ω~10kΩ的阻抗等的等效電路模式時(shí),請(qǐng)和元件廠家進(jìn)行確認(rèn)。
電感器如圖所示,理想電感器L和繞組的銅損Rs、磁芯的鐵損Rp聯(lián)動(dòng)。理想的線圈的電抗XL可以通過(guò)XL=j(luò)2πfL進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)楦鶕?jù)Rs和Rp的大小而定所以不能一概而論,低電感的線圈XL較小,所以可以認(rèn)為Rp和L并聯(lián)的阻抗≒XL。另外一方面,因?yàn)長(zhǎng)s較小所以不能忽略Rs,因此是串聯(lián)等效電路。高電感則相反,不能忽略Rp而可以忽略Rs,因此是并聯(lián)等效電路。

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線圈中流過(guò)的電流:
線圈中流過(guò)的電流可以通過(guò)開(kāi)路端子電壓、輸出阻抗、被測(cè)物的阻抗來(lái)計(jì)算。

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※1 輸出阻抗根據(jù)機(jī)型或是否為有效的低阻抗高精度模式而異。請(qǐng)參考使用說(shuō)明書(shū)中記載的產(chǎn)品參數(shù)部分。


關(guān)于Rdc測(cè)量:
線圈的評(píng)價(jià)中測(cè)量L、Q、Rdc。IM3533或IM3536等機(jī)型1臺(tái)即可測(cè)量L、Q、Rdc。使用交流信號(hào)測(cè)量了L和Q之后,再使用直流信號(hào)測(cè)量Rdc。
※并不是Rs、Rp=Rdc。Rs和Rp是使用交流測(cè)量的電阻。Rs和Rp包含會(huì)由于磁芯的損耗、趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)而增加的繞組電阻。
繞組材料的溫度系數(shù)較大的話,則Rdc會(huì)根據(jù)溫度的變化而變化。IM3533帶有Rdc的溫度補(bǔ)償功能。

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關(guān)于直流疊加特性:
直流疊加特性是線圈的特性之一。表示的是相對(duì)直流電流電感降低的情況,因此對(duì)用于如電源回路這類流過(guò)大電流的回路的線圈來(lái)說(shuō)是重要的評(píng)價(jià)項(xiàng)目。
我司的LCR測(cè)試儀中內(nèi)置的直流偏壓施加功能用于測(cè)量電容器,不能流過(guò)直流電流。為了疊加直流電流,請(qǐng)使用DC偏置電流單元9269(或9269-01)和外部電源,或者自己制作回路。
※DC偏置電流疊加回路請(qǐng)參考各LCR測(cè)試儀使用說(shuō)明書(shū)后方的附錄頁(yè)。

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延遲時(shí)間的設(shè)置方法:

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LCR測(cè)試儀的Rdc測(cè)量為了減少測(cè)量誤差,將發(fā)生電壓ON/OFF后取消主機(jī)內(nèi)部的偏移。(DC調(diào)整功能)。
電感器上的施加電壓進(jìn)行切換時(shí),輸出電阻和電感器的等效串聯(lián)電阻、電感會(huì)引發(fā)瞬態(tài)現(xiàn)象。Rdc測(cè)量時(shí)為了不受到瞬態(tài)現(xiàn)象的影響請(qǐng)?jiān)O(shè)置足夠長(zhǎng)的延遲時(shí)間。延遲時(shí)間的名稱和測(cè)量時(shí)序根據(jù)機(jī)型而異。請(qǐng)參考各機(jī)型的使用說(shuō)明書(shū)。 若不確定適合的延遲時(shí)間,請(qǐng)盡量將延遲時(shí)間設(shè)置得久一點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)谶@時(shí)的測(cè)量值不會(huì)變化的范圍內(nèi)慢慢的縮短延遲值。

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變壓器的電感測(cè)量

交流的電壓可以使用變壓器進(jìn)行升壓和降壓?;緲?gòu)造是在鐵芯上纏繞初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。
流過(guò)電流則線圈內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)并產(chǎn)生電壓。該電壓的大小和線圈的圈數(shù)成比例。比如初級(jí)線圈(輸入端)的圈數(shù)為100圈,次級(jí)線圈(輸出端)的圈數(shù)為200圈時(shí),因?yàn)檩敵龆巳?shù)是輸入端的2倍,所以輸入端施加100V的電壓的話,則輸出端會(huì)產(chǎn)生200V的電壓。不過(guò),變壓器的初級(jí)端和次級(jí)端的功率不變。

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測(cè)量條件的設(shè)置范例

參數(shù)Ls,Q,Rdc
頻率自諧振頻率以下※1
直流偏壓OFF(如果ON則無(wú)法測(cè)量)
信號(hào)電平額定電流以下※1
測(cè)量量程AUTO
速度SLOW2
LowZ模式ON

※1 參照電感器的應(yīng)用手冊(cè)。
※ 其他為初始設(shè)置。
※ 這是測(cè)量范例。最適合的條件根據(jù)被測(cè)物而異,請(qǐng)使用者自行決定。

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變壓器是電感器的應(yīng)用之一,測(cè)量方法和電感器的相同。
變壓器測(cè)量中的主要評(píng)估參數(shù)如下:

?初級(jí)電感(L1)和次級(jí)電感(L2)
?泄漏電感
?繞組電容(C)
?互感(M)
?匝數(shù)比

各詳細(xì)測(cè)量方法會(huì)分別顯示在后面。


測(cè)試儀器的介紹:

針對(duì)生產(chǎn)線

型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3533DC,40Hz~200kHz帶Rdc的溫度補(bǔ)償功能,變壓器測(cè)量模式
IM3533-01DC,40Hz~200kHzIM3533+掃頻
IM3536DC,4Hz~8MHz標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型,高速、高穩(wěn)定性、價(jià)格實(shí)惠

針對(duì)研發(fā)、驗(yàn)貨


型號(hào)測(cè)量頻率產(chǎn)品特點(diǎn)
IM3570DC,4Hz~5MHz分析模式下掃頻功能



初級(jí)電感(L1)和次級(jí)電感(L2)
如下圖所示,通過(guò)將初級(jí)端或次級(jí)端直接連接測(cè)量?jī)x器,可以測(cè)量初級(jí)電感或次級(jí)電感。不過(guò),要將其他繞組全部設(shè)為開(kāi)路狀態(tài)。請(qǐng)注意:電感測(cè)量結(jié)果中會(huì)包含繞組的分布電容帶來(lái)的影響。

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泄漏電感:
理想的變壓器的話,在短路輸出后輸入也會(huì)短路。但是,實(shí)際的變壓器的話即便輸出短路也會(huì)存在泄漏電感。泄漏電感(leakage inductance)如下圖所示,將次級(jí)端短路后,通過(guò)測(cè)量初級(jí)端的電感可以獲得。

※1 輸出阻抗根據(jù)機(jī)型或是否為有效的低阻抗高精度模式而異。請(qǐng)參考使用說(shuō)明書(shū)中記載的產(chǎn)品參數(shù)部分。

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泄漏電感是什么
和變壓器的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組同時(shí)互聯(lián)的磁通量被稱為主磁通量(φ12或φ21)。變壓器的磁通量還分為只和初級(jí)繞組互聯(lián),和次級(jí)繞組不互聯(lián)的初級(jí)端泄漏磁通量(φσ1),以及只和次級(jí)繞組互聯(lián),和初級(jí)繞組不互聯(lián)的次級(jí)端泄漏磁通量(φσ2)。
若是理想的變壓器的話,則只存在主磁通量,但是實(shí)際的變頻器中因?yàn)槁┐潘员囟〞?huì)存在泄漏磁通量。這個(gè)泄漏磁通量的初級(jí)端和次級(jí)端僅和各自的繞組互聯(lián),因此不會(huì)起到變壓作用。而且同時(shí)僅和各自的繞組互聯(lián)的意思是作為各自的繞組的電感起作用。這樣,初級(jí)端泄漏磁通量變?yōu)槌跫?jí)端泄漏電感,而次級(jí)端泄漏磁通量變?yōu)榇渭?jí)端泄漏電感。


繞組電容:
初級(jí)端和次級(jí)端之間的繞組電容如下圖所示,通過(guò)將各繞組的單向都連接測(cè)試儀器可以測(cè)量。

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互感:
互感可以通過(guò)同相串聯(lián)/反相串聯(lián)后測(cè)量電感,并使用下圖中的公式進(jìn)行計(jì)算,從而可以獲得。

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匝數(shù)比:
匝數(shù)比如右圖所示,通過(guò)將電阻R連接次級(jí)端,在初級(jí)端測(cè)量阻抗值Z,可以求出近似值。

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而且,通過(guò)測(cè)量初級(jí)電感L1、次級(jí)電感L2,可以算出匝數(shù)比。不過(guò),因?yàn)闀?huì)受到漏磁等影響,所以是近似值。

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使用LCR測(cè)試儀IM3533/IM3533-01的變壓器測(cè)量功能,可以求出互感、匝數(shù)比、電感差。
IM3533/IM3533-01的匝數(shù)比測(cè)量通過(guò)測(cè)量初級(jí)/次級(jí)電感值求得。

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