LCR数字电桥的工作原理和有哪些测试技巧

LCR数字电桥是用来测量电感、电容、电阻参量的仪器，通常包含Z，Y，θ，Rs，Rp，X，G，B，Ls，Lp，Cs，Cp，Q，D等测量项目，为什么要测量阻抗呢？今天安泰测试就给大家科普一下LCR数字电桥：

什么是阻抗？

在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。不管是数字电路工程师还是射频工程师，都在关注各类器件的阻抗，比如在音响器材中，阻抗是常常提及的重要参数。

阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ，电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。

电阻，电容，电感的阻抗计算公式：

XR=R；

XL= wL =2πfL；

XC==1/（wC）= 1/（2πfC）；

LCR数字电桥原理

最早的阻抗测量用的是电桥方法，如图，随着现代模拟和数字技术的发展，现代阻抗测量大都使用自动平衡电桥法，不仅测出阻抗，还可以直接显示L-Q，C-D，R-D和Z-Q电感电容值参数等。

选型方法

LCR数字电桥根据被测器件需要的频率、电平进行主机选型；

LCR数字电桥根据被测器件封装进行夹具选型；

LCR数字电桥根据被测器件是否需要直流偏置，选配偏压盒、偏流盒；

测试技巧

1、什么时候加偏压盒？

当需要测试带有直流偏置的元器件时，比如二极管的导通电容，需要加偏压测试；类似的，在需要加直流电流偏置时，可以选用偏流盒；

2、品质因子Q和损耗因子 D的电学含义：

电感器的品质因子Q是表明器件接近纯电抗的程度，品质因子越大，说明电抗的绝对值越大，实部串联电阻越小，能量损耗小。

对于电容器来说，表示纯度的这一项通常用耗散因素（D），D=1/Q；因此D越小，电容容抗越大，效能越好。

3、LCR表的内阻30、50、100Ω如何选择？

为了降低铁心材料的非线形，测电感一般用大内阻100欧姆，降低测试信号电平；为了与其他家型号的测试仪进行数据对比，必须保证与其有相同的信号源内阻模式。其他阻抗为可提供的选择，与厂家规定的内阻测试条件一致即可。

30 Ω可类比于：CH107X/GR1689

100 Ω 可类比于：HP4284A/E4980A/Chroma3250

10 Ω/CC可类比于：CH106X/WK3245

50 Ω可类比于：HK3532

另外，10/100内阻模式：当用户需要用 100kHz 测量 1uF~10uF 的CBB的损耗时，可以使用这种内阻模式，可以提高测量结果特别是损耗因子的稳定性。

4、 为什么说LCR 电桥很难测高Q和低D器件，比如MLCC片式多层陶瓷电容器？

LCR电桥 Q值和 D值测量是依据如下图原理公式计算得来：

假定 Q = 10，0 则 ESR 为 1/100 的 XL。可见，ESR 在 Z = ESR + j*X中L 占的分量比较小，所以仪器或测量环境引起 ESR 微弱的变化都会被放大 100 倍，反应出的现象就是：Q 值稳定性不好或测量数据跳动较大。同样的道理也适用于电容 D 的测量。

用户能做的就是尽量选择好一点的测试夹具改善效果，原则：能用 0m 的不要用 1m 的，能用 4 端测量不要用 2 端测量。