用数字电桥测交流参数

四川大学网络教育学院电工电子综合实践校外学习中心：学生姓名：专业：层次：年级：学号：实验时间：实验题目用数字电桥测交流参数实验目的用TH2820型LCR数字交流电桥测量RLC的各种参数，了解电阻、电容、电感的特性仪器仪表目录1.TH2820型LCR数字交流电桥一台2.RLC相量实验箱一套实验线路实验原理：数字电桥的测量对象为阻抗元件的参数，包括交流电阻R、电感L及其品质因数Q，电容C及其损耗因数D。其原理如下图所示：图中DUT为被测件，其阻抗用Zx表示，Rr为标准电阻器。切换开关可分别测出两者的电压Ux与Ur，按照公式Zx=Ux/Ix=Rr*Ux/Ur，数字电桥内微处理器分别将测出的Ux和Ur对应于某一参考相量的同相量分量和正交分量经模数转换(A/D)器将其转化为数字量，再进行复数运算可得到组成被测阻抗Zx的电阻值与电抗值。实验内容及操作步骤首先将电源线带IEC一端接到电桥左后方的IEC插座上，另一端插入电源插座上，搬动电桥左后方的船形开关，即使电桥通电。通电后，显示器、量程及功能指示器随之变亮。将电桥自动置于电感、电容测量档，并联等效及1KHz频率状态。通过观察得知，内部电路在加电后大约三至八秒钟后即能稳定，此时可进行测量。然后将被测元件的接入并进行测量。通常径向引线的元件可直接插入组合测试夹夹板内，而接入特殊柔性引线的元件时，应借助夹板离合器进行，该离合装置位于测试夹的正下方。⑵接入轴向引线元件时，为避免扭折引线，可采用轴向转接头，先把这两个配件分别插入测试夹的两端，再将其间距调正到适合元件测量的位置，然后便将轴向引线元件插入两端的配件夹内。⑶在轴向转接头必需相当牢固定的场合，如在测量大量的同类元件时，需采用支撑板。安装支撑板：首先把轴向转接头调整到适当的位置上，然后将支撑板悬置于轴向转接头上方，让每个轴向转接头穿过支撑板上的槽缝，放好支撑板，将固定螺钉对准电桥面板上的螺孔，最后上紧螺钉。注意：安装时不易将螺钉拧得过紧。注意：本电桥虽能够对充电电容接入测试进行防护，但最好应将充电电容经适当电阻放电后才进行测量。3.控制按键的操作控制装置由6个接键构成，分上下两排于仪器面板右上方，图1-37所示。上排每个按键配有一支红色（LED）发光二极管，按动一下发出红光表示该功能有效。下排每个按键配有两支红色（LED）发光二极管，这些红色发光二极管分别用来指示各功能按键控制状态。按动任一按键，如果是上方的LED亮，要改变此状态，需重新再按一下，就换为下方的LED亮。下面对各按键功能作说明：⑴LC－－R按键此键用来决定显示电抗还是电阻元件测量值，若按亮“LC”左侧的LED，电桥即可测量电感或电容。电桥可自动判定被测元件属于感性或容性，并将其测量值显示在读数显示器上，同时量程指示相应的单位LED亮。若按亮R符号下的LED，电桥将测量电阻，此时量程指示面板中间一排电阻单位LED将发亮。⑵SER－－PAR按键测量时，某一元件的等效电路可在给定的频率上用串联或并联等效值来表示。显示串联等效时，应按亮SER指示器的LED，显示并联等效值时则应按亮PAR指示器的LED。注意：对于高Q值的电感和电容，以及低Q值的电阻，主项等效值即：电感元件的电感量、电容器的电容量、电阻器的电阻值在串、并联两种方式下实际是相同的。⑶100Hz－－1KHz按键本按键用于选择测量频率，测量频率的选择取决于测量元件的类型。值得注意的是：为了充分利用电桥对电感和电容的量程扩展能力，必需选用正确的测量频率。量值高时应在100Hz频率上测量，低量值应在1KHz频率上测量。选择不当时，电桥的自动提示系统将通过闪亮频率“100Hz”或“1KHz”指示LED来建议更改测量频率。⑷Q按键选用Q值测量时，应按亮Q指示器，此时量程指示面板上所有LED将全熄灭。⑸BIAS按键测量电解电容器时要用到2V直流偏压。这可通过按动BIAS键获得。注意：在启用或消除偏压电压后，电桥需要约40秒钟方可恢复。恢复期间，读数显示器上显示出BIAS字符，一旦BIAS字符消失，便可进行正常的测量，不再发生恢复延迟现象。⑹LOCK按键按动LOCK按键，可使电桥丧失自动量程选择功能，并将量程锁定在按动LOCK键时的某一状态上，此功能在测量大批具有相同称值的元件是特别有用。使用自动量程系统时，元件接入测试夹后至第一次显示准确读数的时间总计为0.5秒。如果事先知道确切的量程，则可消除使用自动量程时的这段时间延时，从而可在测量大量元件时节省相当多的时间。使用LOCK装置的方法是，首先把某一典型的测试元件接入测试夹，一旦出现读数显示，便按动LOCK键，注意此时LOCK指示器LED将亮，至此所有后续测量便可在同一量程上进行，直到再次按动LOCK键或断电才能取消该功能。4.使用中注意读数显示器与量程指示⑴测量值在4位7段LED显示器上显示。小数点可自动移位，在某些测量中测量值将不用全部4位显示。这是因为电桥具有鉴别显示位是否稳定，对于那些确认不稳定位将不予显示。⑵在电桥能提供±0.25%±1个字的基本准确度的测量条件下，读数通常常用全部4位显示。量程指示器在读数显示器的右侧（图A-36所示），电桥可根据被测元件的实际值，自动显示在某一单位上。注意：因Q值是无量纲的，因此在显示Q值时，量程指示LED不会发亮。⑶低准确度提示当电桥显示不能达到基本准确度的数值时，电桥仍进行测量，但将通过量程指示器中相应的单位LED每秒闪一次来指示测量为低精度。此时如果适当改变控制功能，便能够改进测量准确度，这种情况仪器将自动通过闪亮相应的控制按键上的LED来提示。⑷串－－并联提示虽然电桥具有显示串联或并联等效值的选择性，但在不利的Q值情况下，用上述两种方式均不可能获得基本准确度。当需要改动某一显示方式以便提高基本准确度时，电桥将通过闪亮串联或并联指示发光二极管，来提示这一变化。若出现这种情况，按一下“SER－－PAR”键，便可改变显示方式，从而提高测试准确度。⑸频率提示200μF～2000μF的电容，200H～2000H的电感，测量频率在100Hz只能获得基本准确度。同样，200pF～2nF的电容和200μH～2mH的电感，只有在1KHz测量频率上才能获得基本准确度，若用户在不能取得最佳精度的频率上，对上述范围的元件进行测量，电桥将通过闪亮频率指示LED来指示用户应改变测试频率。电桥在不适当的频率上测量，不能获得基本准确度。5.建议采用的测量条件参考表A-10表A-10测量条件参考元件名称测量频率串－－并联电容＜1μF1KHz并联(PAR)电容≥1μF(非电解电容)100Hz并联(PAR)电容≥1μF（电解电容）100Hz串联（SER）电感＜1H1KHz串联（SER）电感≥1H100Hz串联（SHR）电阻＜10KΩ100Hz串联（SHR）电阻≥10KΩ100Hz并联(PAR)当电桥在100Hz和1KHz频率上，能同时提供串联和并联等效元件值时建议：一定型号和数值的元件应采用一定的方式进行测量。这样做是为了获得既最适合于元件的结构形式，又最适合于元件常用的工作方式的测量。如大容量的电解电容器，常作为电源波滤元件，测量时会发现，1KHZ频率上的电容值明显低于100Hz频率上的电容值。这种现象是由于这类元件的几何结构有关诸因素所构成。因此，电解电容在100Hz频率上测量的电容值是最有用的，电解电容的损耗项通常在串联等效电阻（ESR）上显示，因此，应该测量其串联电容和串联电阻值。实验分析（1）实验所需的数据表格，、数字计算、误差分析、曲线图等（2）实验数据、实验结果分析、收获体会（3）实验中的实验报告分析提示，仅供学生实验分析时参考，应不拘泥于新问题的提出实验结论是实验分析的概括和总结或指出实验题目的研究方向。查阅资料目录如需附图可将文档图纸压缩后上传