利用LCR電橋正確測(cè)量電感器件

●簡介

電感器是由導(dǎo)線環(huán)繞一個(gè)磁芯所組成，其特性依據(jù)使用的磁芯材料而定。要制作電感器，空氣可說是zui簡單的磁芯材料，但由于電感量與所用磁芯的磁導(dǎo)率成正比，空氣磁導(dǎo)率極小，由于體積效率的關(guān)系，不利于制造電感器，通常使用的磁性材料，如鐵氧體、高導(dǎo)磁合金、或純鐵體等。大部分電感器的電感在使用不同的測(cè)量頻率和測(cè)試信號(hào)電平時(shí)會(huì)有很大的變化。有磁芯的電感器的電感量受磁性材料的磁導(dǎo)率μ的影響，磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨流過電感線圈的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，其變化關(guān)系由磁化曲線描述。當(dāng)對(duì)磁性材料施加一個(gè)靜態(tài)磁場(chǎng)時(shí)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度H（與流過電流的大小成正比）的增加而增加，電感量L∝磁導(dǎo)率μ,B=μH。

●測(cè)試電感器一般選用較小的測(cè)試電平

當(dāng)向被測(cè)電感器施加一高測(cè)試信號(hào)時(shí)，在某些特定的頻率上可能無法準(zhǔn)確的測(cè)量，這是因?yàn)殍F心材料的非線形，而導(dǎo)致測(cè)試信號(hào)電流的失真，為了降低鐵心材料的非線形而引起的效應(yīng)，應(yīng)降低測(cè)試信號(hào)電平。由于不同LCR電橋的測(cè)試信號(hào)電流的不同，則使用不同LCR電橋時(shí)可能會(huì)得到不同的測(cè)試結(jié)果，這主要取決于LCR電橋的信號(hào)源輸出電壓和信號(hào)源內(nèi)阻。

一般LCR電橋都會(huì)提供可調(diào)的測(cè)試電平，信號(hào)源內(nèi)阻也有30Ω和100Ω可選。測(cè)試電流可用兩種方法進(jìn)行調(diào)節(jié)：

※將被測(cè)電感器連接于LCR電橋測(cè)試端，打開Vm/Im監(jiān)控開關(guān)，設(shè)置好內(nèi)阻，選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試電平使測(cè)試電流滿足要求。

• 也可以使用下圖所示的方法，由用戶自行調(diào)整信號(hào)源內(nèi)阻以滿足測(cè)試電流的要求，以達(dá)到不同LCR電橋測(cè)試結(jié)果的一致性。

上圖中調(diào)節(jié)電位器Ra，使電流為需要值，此時(shí)可將Ra更換為一固定電阻。

●關(guān)于電感器的直流疊加特性

磁性電感器更多應(yīng)用于電源電路及濾波電路，紋波、噪聲及干擾抑制中，這類應(yīng)用中電感器中總要留過一定的工作電流，模擬這種應(yīng)用的測(cè)量方法就是疊加直流測(cè)試。不同的疊加電流，其所對(duì)應(yīng)的電感量也不一樣，這就是電感器的直流疊加特性，高導(dǎo)磁易飽和磁芯電感器具有顯著的直流疊加特性。

如果LCR電橋不具有內(nèi)置偏置功能，如果要進(jìn)行疊加測(cè)試，應(yīng)使用外部偏置電流源，電流源具有盡可能大的交流阻抗，以減小測(cè)試誤差。電流源可能會(huì)干擾測(cè)試信號(hào)，隔離電容的充放電也會(huì)造成測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生抖晃，這將影響到疊加測(cè)試的穩(wěn)定性，并因測(cè)試量程易變而降低測(cè)試速度，采用量程鎖定的方式有助于將這種影響見到zui小。

●注意測(cè)試夾具對(duì)電感器測(cè)量的影響

測(cè)試夾具一般由金屬材料組成。當(dāng)金屬材料與電感器靠得很近時(shí)，來自電感器的漏磁通會(huì)在此金屬材料內(nèi)產(chǎn)生渦流。產(chǎn)生渦流的大小與金屬體的大小和形狀均有關(guān)系，渦流大小不同，則測(cè)量結(jié)果也將不同。同時(shí)，金屬體也會(huì)使電感器中的磁通量發(fā)生變化，從而使電感量發(fā)生變化。因此，在測(cè)量電感器時(shí)，應(yīng)盡可能使被測(cè)件遠(yuǎn)離金屬件。

●關(guān)于Q值測(cè)量的準(zhǔn)確度

一般說來，采用V/I（電壓/電流）法的LCR電橋的Q值測(cè)量準(zhǔn)確度并不太高，尤其在測(cè)量高Q值時(shí)。LCR電橋測(cè)量的Q值是以計(jì)算來得到的，如Q=X/R=1/D，若Q值為100時(shí)，R值在器件阻抗所占比例較小，則R的細(xì)微變化將引起Q的較大變化，如R變化0.1%即D變化0.001，則Q值將從100變化至91或111。

來源：大西洋儀器