阻抗測量是對加在系統、電路或元件上的正弦電壓U和流過它們的電流I之比的測量。阻抗測量屬于電信基本參數測量的一種。
根據頻率和電路形式不同,阻抗分為集總參數阻抗和分布參數阻抗。
頻率較低時電路和元件的尺寸與波長相比十分小,電路可認為是由單個電阻、電容及電感等集總參數元件所組成;隨著頻率的提髙,在高頻時,所有電路元件必須看作為均勻分布于電路各點,阻抗表現為分布參數阻抗。
集總參數阻抗的測量方法集總參數阻抗的測量方法有:伏安計法、電橋法以及諧振法等。
1、伏安計法即用電壓表測量被測阻抗上的電壓Ux,電流表測量流過它的電流Ix,則被測阻抗的模值 |Zx|=Ux/Ix。伏安計法測量阻抗的原理簡單、測量方便,但精度較低。
2、電橋法電橋法屬于一種比較法測量。測量的精度很高,有的交流電橋可用于幾百兆赫頻段內測量。用于測量阻抗的電橋有:惠斯登(或四臂)電橋、差動電橋等
3、諧振法根據調諧回路的諧振特性而建立的測量方法。可以用來測量元件的各種參量如:R、L、C、Q等。工作頻率可達幾百兆赫。其缺點是精度不髙(2%~5%),但與替代法合并使用,可消除寄生參量影響,Q表是利用諧振法組成的專用儀器,是阻抗參數測量的重要儀器之一。
4、矢量阻抗法利用阻抗的定義Z=U/I,而直接測量復數電壓和復數電流之比給出阻抗,稱為矢量阻抗法。由此原理制成的儀表有自動阻抗電橋和矢量阻抗表兩類。使用微處理器,可使阻抗測量精度較高、速度快以及功能多,為目前阻抗測量的發展重要方向。
阻抗分析儀能在阻抗范圍和寬頻率范圍進行精確測量,它利用物體具有不同的導電作用,在物體表面加一固定的低電平電流時,通過阻抗計算出物體的各種器件、設備參數和性能優劣。
阻抗分析儀的特點是:易用、指標和圖形相結合、參數準確、價格低廉、對生產的可指導性非常強等。對壓電器件的進行阻抗測量是正確使用器件的前提條件。
對于壓電器件,通過阻抗分析儀可以得到其主要參數,包括:諧振頻率Fs、反諧振頻率Fp、半功率點F1與F2、最大導納Gmax、靜電容C0、動態電抗R1、動態電容C1、動態電感L1、自由電容CT、自由介電常數、機械品質因素Qm、機電耦合系數Keff、Kp、K31、K33等,并可以繪制壓電器件的五種特性曲線(導納特性圖、阻抗特性圖、導納極坐標圖、阻抗極坐標圖、對數坐標圖)。
阻抗分析儀主要適用對象為各類超聲器件阻抗特性的測量,包括:壓電陶瓷、換能器、超聲清洗機、超聲塑焊機、水聲、磁致伸縮材料、超聲粉碎機、超聲霧化、超聲潔牙、、超聲測距、超聲乳化、超聲除垢、超聲馬達等等所有使用超聲的設備。
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