LCR數字電橋原理

LCR數字電橋是屬于線纜電性能檢測范疇，不同于燃燒試驗機、拉力試驗機等，提到數字電橋，傳統的說法都是能夠測量電感，電容，電阻，阻抗的儀器，但是隨著社會的不斷進步，尤其是現代模擬和數字技術的發展，早期的電橋法測阻抗也已經被淘汰，但是，LCR數字電橋的叫法卻一直沿用至今，但其名字的真正原因是電橋內部安裝微處理器，今天，宇諾小編想跟大家分享一下LCR數字電橋工作原理：

L：電感（為了紀念物理學家HeinrichLenz），C：電容（Capacitor），R：電阻（Resistance），數字電橋就是能夠測量電感，電容，電阻，阻抗的儀器，數字電橋的測量對象為阻抗元件的參數，包括交流電阻R、電感L及其品質因數Q，電容C及其損耗因數D。因此，又常稱數字電橋為數字式LCR測量儀。其測量用頻率自工頻到約100千赫。基本測量誤差為0.02%，一般均在0.1%左右。

數字電橋原理如圖所示。圖中DUT為被測件，其阻抗用Zx表示，Rr為標準電阻器。切換開關可分別測出兩者的電壓Ux與Ur，于是有下式：

Zx=Ux/Ix=Rr*Ux/Ur

此式為一相量關系式。如使用相敏檢波器（PSD）分別測出Ux和Ur對應于某一參考相量的同相量分量和正交分量，然后經模數轉換（A/D）器將其轉化為數字量，再由計算機進行復數運算，即可得到組成被測阻抗Zx的電阻值與電抗值。

從圖中的線路及工作原理可見，數字電橋只是繼承了電橋傳統的稱呼。實際上它已失去傳統經典交流電橋的組成形式，而是在更高的水平上回到以歐姆定律為基礎的測量阻抗的電流表、電壓表的線路和原理中。

數字電橋可用于計量測試部門對阻抗量具的檢定與傳遞，以及在一般部門中對阻抗元件的常規測量。很多數字電橋帶有標準接口，可根據被測值的準確度對被測元件進行自動分檔；也可直接連接到自動測試系統，用于元件生產線上對產品自動檢驗，以實現生產過程的質量控制。

選擇LCR數字電橋關心的主要方面

A）測量準確度

測量準確度是反映儀器性能的主要指標之。確切了解所需儀器的準確度是準確評價元件優劣的關鍵。一般地，儀器準確度應比測量元件的技術指標高3—5倍。更為重要的是．通常儀器樣本或其它宣傳資料給出的是在某種條件下的最高準確度，這是最能產生混淆之處，應了解被測量元件在測量頻率下呈現的阻抗在對應該測量條件下的儀器準確度是否滿足測量要求。

B）測試信號頻率與電平

測試頻率、電平是元件檢測需確定的首要參數，也是反映元件要素相關性的最重要內容，對正確選擇LCR電橋是極為重要的，

C）儀器價位

購買儀器前，應確定需要儀器的性能和功能，將購買預算進行估算。一般地，儀器定價是根據頻率準確度、性能等要素綜合確定的。經過近幾年的努力，國產LCR電橋的技術和工藝水平與國外先進水平的差距已大大縮短。相同檔次的國產儀器與進口相比價格相差2-6倍。

LCR數字電橋的選購方法

a）LCR數字電橋可以使用兩種等效電路模式來測量L、C或R：并聯和串聯，如下表：

b）電容的電路模式的選擇

小電容：：小電容可產生大電抗，這意味著相比之下并聯電阻（Rp）的影響明顯大于串聯電阻（Rs）的影響。與容抗相比，Rs表示的電阻值的影響可忽略不計，所以應使用并聯電路模式（Cp-D或Cp-G）。

大電容：測量涉及大電容值（低阻抗），則Rs比Rp更重要，所以應使用串聯電路模式（Cs-D或Cs-Q）。

c）電感的電路模式的選擇

大電感：給定頻率下的電抗相對較大（與小電感的電抗相比），所以并聯電阻比串聯電阻更重要。因此，并聯等效電路模式（Lp-D、Lp-Q或Lp-G）更為適用。

小電感：對于小的電感值，電抗變得相對較?。ㄅc大電感的電抗相比），所以串聯電阻分量更重要。因此，串聯等效電路模式（Ls-D或Ls-Q）更適用。

d）以下經驗法則可用于根據電容或電感阻抗大小來選擇電路模式：

阻抗大于約10kΩ使用并聯電路模式。

阻抗小于約10Ω使用串聯電路模式。

阻抗在兩值之間根據電容器或電感器制造商的建議進行選擇。

LCR數字電橋選型表