在目前的生產制造業中，與傳統的手動交流電橋相比，數字LCR阻抗測量儀因其測量性能穩定可靠，無需進行反復的、復雜的手動平衡，還可以減少測量誤差和結果計算，故已被越來越多地被應用于交流阻抗參數的測量。要保證LCR阻抗測量儀測量準確度，對其性能的考核就顯得尤為重要。本文對LCR阻抗測量儀電容、電感、電阻和損耗參數在lkHz頻率下的校準作一初步探討。

 

        　　1 原理性能概述

 

        　　帶微處理器的LCR阻抗測量儀為多測量功能、寬頻率、寬測量范圍的數字計量儀器，主要應用于測量電感器、電容器、電阻器和損耗、Q值等主副參量的測量。其工作原理是以內附的標準為基礎，在1kHz下溯源于電容基準。它采用自動平衡等電流條件下測量被測元件與內附標準量程電阻的相(矢)量電壓比例的方法給出被測元件的量值。一般說來，由正弦交流激勵電源、比較器、相量電壓比檢測器、數字控制和顯示電路幾部分組成。

 

        　　在實際工作中，測量標準和被測量是用同一線路，而且相隔時間很短(大約僅為0.01s)，測量線路幾乎沒有什么變化。標準的比例，被測的量值和相位都是經過微處理器內部精密計算后迅速顯示出來的。

 

        　　還可顯示測量電路的聯接方式、同時顯示L、Q、C、D值，克服了傳統的手動交流電橋繁瑣的平衡及困難的計算。

 

        　　此外，由于LCR阻抗測量儀可以方便地進行三端或四端測量，通過開路調零和短路調零消除了開路電容和短路電感的影響;還可以消除被測端沒有屏蔽的接線端的影響，這些影響可以通過LCR測量儀的非線性自動調整，使變化的電磁波中非線性部分得到控制。橋體的偏置電壓也可由內部或外部提供。

 

        　　2 主參量的校準

 

        　　2.1電容參量的校準

 

        　　選擇比被校LCR阻抗測量儀高二個等級(或高二個等級的標準阻抗測量儀和過渡量具)的標準電容器作為被測，主要考核電容示值的基本誤差。但標準電容器性能較為復雜，在音頻范圍內穩定性*好的電容器應選擇石英電容器和三端鈕空氣電容器，其值可以準確的計算出來。在精密測量中，一般選擇三端鈕電容器作為標準器使用，并采用等電位屏蔽，即：使低電位端與屏蔽等電位，但不直接相連接。電橋測量時，讓標準電容器和被測電容器流過相同的電流。由于三端鈕電容器的測量是在等電位屏蔽的基礎上進行，屏蔽消除了寄生泄漏的影響，準確度較高，如果排除其他干擾，可以選擇10pF-1uF的容量作為標準電容考核電容示值基本誤差。但考核luF以上的電容示值量程，用大電容作標準時一定要注意測量頻率，如果測量頻率高于音頻范圍時，測量結果將會發生很大的變化，這時必須作頻率影響修正。如果選擇云母電容器作為考核標準，溫度系數較小但損耗較差，因此只能考核準確度較低的LCR阻抗測量儀。三端鈕電容器采用兩次測量法：首先將電容器接入LCR阻抗測量儀測量，然后斷開高電位端測量開路電容量，兩次測量值的增量即為被測電容器的實際值。

 

        　　2.2電阻參量的校準

 

        　　采用比被校LCR阻抗測量儀高二個等級(或高二個等級的標準阻抗測量儀和過渡量具)的精密交流電阻作標準，主要考核被校LCR阻抗測量儀測量電阻的性能，考核時必須注意了解所用的標準電阻的穩定性。儀器顯示值與實際值的偏差應滿足被校LCR阻抗測量儀測量電阻的指標。此外，交流電阻的測量可采用二端鈕、三端鈕、四端鈕、五端鈕接線法，具體的測量接線視其阻值大小而定。選用不同量值的標準電阻作標準，對LCR阻抗測量儀的不同量程考核時要注意標準電阻的測量狀態。ZX<100Ω時，連接導線兩端鈕之間的并聯路電容影響可忽略不計，被測儀器一般采用串聯電路;測量高電阻(Zx>1kΩ)時，被測儀器采用并聯電路，連接導線端鈕之間的并聯電容影響較大，如果不接屏蔽，其交流電阻值和時間常數與周圍的電磁場有關，變化的電磁能會使交流電阻的交流特性發生明顯的變化，因此精密交流電阻器應帶屏蔽，測量需要按三端鈕接線進行。考核電橋小電阻量程時，要注意串聯電感影響測量，可用四端鈕或五端鈕接線。低于10Ω的交流電阻器可采用五端鈕接線法，屏蔽接地的目的是為了消除引線導納的影響。

 

        　　電阻器測量時必須做二次測量，扣除LCR阻抗測量儀至被測電阻器的引線電阻。先使測量端短路平衡，然后再做測量電阻值的主測量，兩次測量值的增量即為被測電阻器的實際值。