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阻抗的丈量

2017-05-08 19:00分类:万用表 阅读:

 

一、阻抗的界说与标明式
阻抗是表征一个元器材或电路中电压、电流联络的复数特征量,用公式标明为




图1阻抗的矢量图

二、电桥法丈量阻抗
典型阻抗丈量办法有伏安法丈量阻抗和电桥法丈量阻抗。
其间伏安法丈量阻抗是早年就学习过的,原理即是依据欧姆规矩来丈量会集元件参数的。该办法运用便当,但丈量精确度较差,仅适用于低频丈量,比照适宜直流电阻的丈量。
(此处刺进本章“本钱库”—“动画”文件夹下的动画3-1 伏案法测电阻.swf )
而电桥法(特指平衡电桥)是依据电桥平衡时的电桥平衡条件来断定被丈量。该办法的作业频率较宽,丈量精度较高。但因为在高频丈量时,电桥对屏蔽出色的央求很高,所以比照适宜低频阻抗元件的丈量。其间直流电桥用于丈量直流电阻,交流电桥用于丈量电容、电感等参数。
原理:电桥平衡条件
平衡电桥分类:直流电桥和交流电桥。

特征:作业频率较宽,丈量精度较高,可达十–4,比照适宜低频阻抗元件的丈量。
当指示器两头电压相量时,流过指示器的电流相量为零,这时称电桥抵达平衡。
电桥平衡条件
Z1Z3=Z2Z4
依据上式,能够核算出被测元件ZX的量值。电桥平衡时有


它标明:一对相对桥臂阻抗的乘积有必要等于另一对相对桥臂阻抗的乘积。
1.交流电桥
(1)定论1:
要使交流电桥彻底平衡,有必要一同满意振幅平衡条件和相位平衡条件。所以相邻两桥臂为纯电阻时,另两个桥臂应出现同性电抗;相对桥臂为纯电阻时,另一相对桥臂应出现异性电抗;两个桥臂由纯电阻构成时,出现电抗特性的桥臂须由规范可调电阻和电抗件构成,该电抗件通常选用规范可调电容。
分类:臂比电桥(相邻桥臂为纯电阻,适宜丈量电容),臂乘电桥(相对桥臂为纯电阻,适宜丈量电感)。
(2)定论2:
交流电桥的电源有必要为朴实弦波交流电源;不然,会使电桥发作假平衡,然后发作很大过失。为了行进丈量精确度,要通过选频拓宽器拓宽、检波器检波后送入检流计。为了减小杂散耦合的影响,电桥各有些之间要出色屏蔽。即便选用以上办法,交流电桥也仅适宜在音频或低射频段运用;不然,因为高频段所用的高频电源本身也是烦扰源,并且高频段央求的屏蔽作用难以抵达,所以交流电桥不适宜在高频段丈量。
2.直流电桥
当被测元件为电阻元件时,取Z1=R1,Z2=R2,Z3=R3,Z4=R4,
则图3. 2所示为一个直流电桥,且有
R1=R2R4/R3
3.电桥法的优缺点
(1)高精度(0.1%典型值)
(2)运用纷歧样电桥可得到宽频率计划
(3)报价低
(4)需求手动平衡
(5)单台仪器的频率掩盖计划较窄
(6)频率计划:DC~300MHz
[例1] 某交流电桥如图3.3所示。在电桥平衡时,C1=0.5μF,R2=2kΩ,C2=0.05μF,R3=1kΩ,C3=0.5μF,信号源Us的频率为1kHz,求阻抗Z4的元件值。
解:由电桥平衡条件Z1Z3=Z2Z4,可得:
Z4=Z1Z3/Z2= Z1Z3Y2
由已知条件得


则:

Z4按阻容串联思考,并将元件参数及角频率带入上式,解得:

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