LCR-метр

Портативный измеритель LCR

Настольный измеритель LCR с 4-проводным креплением ( датчик Кельвина )

Измеритель LCR — это тип электронного испытательного оборудования, используемого для измерения индуктивности (L), емкости (C) и сопротивления (R) электронного компонента . В более простых версиях этого прибора импеданс измерялся внутренним образом и преобразовывался для отображения в соответствующее значение емкости или индуктивности. Показания должны быть достаточно точными, если тестируемый конденсатор или индуктор не имеет значительной резистивной составляющей импеданса. Более продвинутые конструкции измеряют истинную индуктивность или емкость, а также эквивалентное последовательное сопротивление конденсаторов и добротность индуктивных компонентов.

Операция

Обычно тестируемое устройство (ИУ) подвергается воздействию источника переменного напряжения . Измеритель измеряет напряжение и ток через проверяемое устройство. По их соотношению измеритель может определить величину импеданса. Фазовый угол между напряжением и током также измеряется более совершенными приборами; В сочетании с импедансом можно рассчитать и отобразить эквивалентную емкость или индуктивность и сопротивление тестируемого устройства. Счетчик должен иметь либо параллельную, либо последовательную модель для этих двух элементов. Идеальный конденсатор не имеет никаких характеристик, кроме емкости, но физических идеальных конденсаторов не существует. Все настоящие конденсаторы имеют небольшую индуктивность, небольшое сопротивление и некоторые дефекты, приводящие к снижению эффективности. Их можно рассматривать как индуктивность или сопротивление, включенные последовательно с идеальным конденсатором или параллельно ему. То же самое и с индукторами. Даже резисторы могут иметь индуктивность (особенно если они имеют проволочную обмотку) и емкость в зависимости от способа их конструкции. Наиболее полезное и обычно принимаемое предположение состоит в том, что при измерении LR элементы включаются последовательно (как это обязательно имеет место в катушке индуктивности), а при измерении CR элементы располагаются параллельно (как это обязательно имеет место между выводами конденсатора). тарелки»). Утечка — это особый случай в конденсаторах, поскольку утечка обязательно происходит через обкладки конденсатора, то есть последовательно.

Измеритель LCR также можно использовать для измерения изменения индуктивности в зависимости от положения ротора в машинах с постоянными магнитами. (Однако необходимо соблюдать осторожность, поскольку некоторые измерители LCR могут быть повреждены генерируемой ЭДС, возникающей при вращении ротора двигателя с постоянными магнитами; в частности, те, которые предназначены для измерения электронных компонентов.)

Ручные измерители LCR обычно имеют выбираемые испытательные частоты 100 Гц, 120 Гц, 1 кГц, 10 кГц и 100 кГц для измерителей верхнего уровня. Разрешение дисплея и диапазон измерения обычно изменяются в зависимости от применяемой испытательной частоты, поскольку схема становится более или менее чувствительной к данному компоненту (т. е. катушке индуктивности или конденсатору) при изменении испытательной частоты.

Настольные измерители LCR иногда имеют выбираемую тестовую частоту более 100 кГц, при этом высокопроизводительный прибор Keysight E4982A работает до 3 ГГц. Они часто включают в себя возможность наложения постоянного напряжения или тока на измерительный сигнал переменного тока. Измерители более низкого уровня могут предлагать возможность внешней подачи этих напряжений или токов постоянного тока, тогда как устройства более высокого класса могут подавать их внутри. Кроме того, настольные измерители обычно позволяют использовать специальные приспособления (например, проводку Кельвина, то есть 4-проводные соединения ) для измерения компонентов SMD , катушек с воздушным сердечником или трансформаторов.

Мостовые схемы

General Radio Емкостной мост модели 716-C. Впервые выпущенная в начале 1940-х годов, эта модель производилась на протяжении 1950-х и 1960-х годов.

Индуктивность, емкость, сопротивление и коэффициент потерь (DF) также можно измерить с помощью различных мостовых схем . Они включают в себя настройку переменных калиброванных элементов до тех пор, пока сигнал на детекторе не станет нулевым, а не измерение импеданса и фазового угла.

В ранних коммерческих мостах LCR использовалось множество методов, включающих сопоставление или «обнуление» двух сигналов, полученных из одного источника. Первый сигнал был сгенерирован путем применения тестового сигнала к неизвестному, а второй сигнал был сгенерирован с использованием комбинации стандартов R и C с известным значением. Сигналы суммировались через детектор (обычно панельный измеритель с некоторым уровнем усиления или без него). Когда нулевой ток был отмечен путем изменения значения эталонов и поиска «нуля» на панельном измерителе, можно было предположить, что величина тока через неизвестное была равна величине эталона, и что фаза была точно такой же. реверс (180 градусов друг от друга). Комбинацию выбранных стандартов можно было организовать для непосредственного считывания C и DF, что представляло собой точное значение неизвестного.

Примером измерительного прибора этого типа являются емкостные мосты GenRad /IET Labs модели 1620 и 1621.

См. также

• СОЭ-метр
• Q-метр
• Трансформаторный мостик с коэффициентом трансформации

Внешние ссылки

• «Принципы измерения счетчика LCR» , HIOKI EE CORPORATION.
• «LCR Primer» , IET Labs Inc., апрель 2012 г.