如何測量被動元件的阻抗

+ 手持式 LCR 錶

跨測試頻率測量被動元件

被動元件測量將電阻、電容和電感特性表徵為隨頻率變化的阻抗量，而不是將元件視為具有單一固定值的理想元件。此測試需要電感、電容和電阻 (LCR) 錶、適當的測試引線或元件測試治具，以及透過短且可重複的電氣路徑連接的待測物。在測量之前，請根據元件的預期阻抗選擇合適的測試頻率、測量功能和等效電路表示法。LCR 錶會將交流測試訊號施加至裝置，並評估所產生的電壓與電流關係以決定電氣阻抗。阻抗包含主要與電阻相關的實部，以及與容抗或感抗相關的虛部。從這些測量的量值中，儀器會計算出電阻、電容、電感、阻抗大小、相位角、等效串聯電阻、耗損因數和品質因數等參數。對於電阻測量，主要結果表示元件的電阻部分，而次要參數則可揭示在較高頻率下變得更加顯著的電抗行為。對於電容測量，儀器會評估容抗，並使用選定的測試頻率和電路模型將測量的阻抗轉換為等效電容值。對於電感測量，相同的過程會使用感抗來計算等效電感值。在多個頻率下執行阻抗測量提供了一種結構化的方法，可用於觀察每個元件隨電抗變化時的行為。電阻器在整個測量範圍內可能保持相對恆定，而隨著頻率升高，容抗通常會下降，感抗則通常會上升。結合相位和次要參數測量這些變化，提供了一種一致的方法，可用於比較實際元件行為與預期的串聯或並聯等效電路響應。

測量設定還應考慮由 LCR 錶與待測物之間的連接所引入的電氣影響。測試引線、纜線、轉接器、測試治具、接觸電阻、雜散電容和殘餘電感都可能成為測量阻抗的一部分，除非將其影響降到最低或進行補償。連接應保持短小、機械結構穩定且在多次測量之間保持一致，所選的測試治具應與元件封裝和預期的阻抗範圍相匹配。若測量系統提供開路、短路或其他補償功能，請在將測試治具配置為用於元件的相同排列方式下執行適用的校正。開路導納補償可降低雜散導納（例如測試治具電容）的影響，而短路補償可降低與引線、接點和測試治具導線相關的殘餘串聯阻抗。補償後，連接元件而不改變測試治具幾何形狀，選擇所需的頻率和測量參數，並記錄主要的電阻、電容或電感結果以及評估所需的次要量值。當跨頻率重複測量時，可以將阻抗大小、相位角、耗損因數、品質因數或等效電路串聯電阻的變化與預期的等效電路行為進行比較。真實電容可能展現出串聯電阻和寄生電感，而真實電感可能包含繞組電阻和寄生電容，因此隨著頻率變化，測量值可能會偏離標稱元件值。因此，完整的 LCR 錶工作流程結合了在受控測試條件下的電阻測量、電容測量、電感測量和阻抗測量。保持測量頻率、測試治具配置、補償狀態、連接方法和等效電路選擇的一致性，可讓您在維持取得各項測量時的電氣條件下，比較個別元件、元件值、生產樣品或重複桌上型測量的結果。

被動元件阻抗測量解決方案

被動元件阻抗測量需要以規定的頻率施加受控的交流測試訊號、透過適當的測試治具或引線組連接待測物、補償測量介面，並測量描述電阻、電容、電感和阻抗行為的電氣參數。Keysight ZA1 級手持式電容與 LCR 錶提供在 100 Hz、120 Hz、1 kHz 和 10 kHz 的可選測試頻率下執行電阻測量、電容測量、電感測量和阻抗測量所需的各項功能。這些頻率設定可讓工程師比較不同激勵條件下的元件行為，並觀察容抗、感抗和寄生效應所引起的變化。此解決方案支援主要元件測量以及諸如阻抗、等效串聯電阻、耗損因數、品質因數和相位角等次要參數。自動識別功能可以為連接的元件選擇適當的 L、C 或 R 測量功能、相關的次要參數以及串聯或並聯測量模式。為了獲得可重複的結果，應在測試前補償測量介面，並且連接應保持短小、穩定且一致，以減少殘餘電阻、雜散電容和引線電感的影響。工程師隨後可以跨頻率比較主要和次要測量結果，以評估元件遵循其預期等效電路行為的程度。此被動元件阻抗測量解決方案支援電阻器、電容器和電感器的受控特性分析、故障排除、進貨檢驗和桌上型驗證。

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