谐振法测量阻抗方法

  谐振法是测量阻抗的另一种基本方法,它是利用调谐回路的谐振特性而建立的测量方法。测量精度虽说不如交流电桥法高,但是由于测量线路简单方便,在技术上的困难要比高频电桥小(主要是杂散耦合的影响)。再加上高频电路元件大多为调谐回路元件使用,故用谐振法进行测量也比较符合其工作的实际情况。

  典型的谐振法测量仪器是Q表,所以谐振法又称Q表法,其工作频率范围相当宽。

  谐振法测量原理如下图所示,它由振荡源,已知元件和被测元件组成的,谐振回路以及谐振指示器组成。当回路达到谐振时,有且回路总阻抗为零,即

  1、谐振法测电感
  测量小电感量的电感时用串联替代法,如下图所示:

  然后去掉1、2之间的短路线,将Lx按入回路,保持信号源频率不变,调节C至C2时,回路再次谐振,此时
  测量较大的电感常采用并联替代法,如图5-1所示。先不接LX,可变C调到小容量位置,这时C为C1,调节信号源频率使回路谐振,此时有,
  并联替代法测量电感,如图1所示:

图1  并联替代法测量电感

  2、谐振法测量电容
  (1)直接法测量电容
  把被测电容Cx接好,调节振荡源频率f,使电压表指示最大,则被测电容为
  直接法测量电容的误差包含:分布电容(线圈和接线分布电容)引起的误差;当频率过高时引线电感引起的误差;当回路Q值较低时,谐振曲线很平坦,不容易准确找出谐振点(电压表指示值最大),也会产生误差。
  (2)替代法测电容
  1)并联替代法
  它适合于测量小电容。其测量误差主要取决于可变标准电容的刻度误差。
  用替代法测电容,可以消除由于分布电容引起的测量误差,测试电路,如下图所示:

  C是一只已定度好的可变,其容量变化范围大于被测的电容量。在不接Cx的情况下,将可变电容C调到某一容量较大的位置,设其容量为C1,调节信号源频率,使回路谐振。然后接入被测电容Cx,信号源频率保持不变,此时回路失谐,重新调节C使回路再次谐振,这时C为C2,那么被测电容Cx=C1-C2。
  2)串联替代法
  当被测电容容量大于标准电容器的最大容量时,必须用串联接法,如下图所示。先将图中1、2两端短路,调到容量较小位置,调节信号源频率使回路谐振,这时电容量为C1。然后拆除短路线,将Cx接入回路,保持信号源频率不变,调节c使回路再次谐振,此时可变电容C为C2,显然Cl等于C2与CX的串联值。

  3、电容量的测量
  (1)小于460pF电容的测量

  (2)大于460pF电容的测量
  大于460pF电容的测量可以来用串联替代法来测量:将标准电感接至Lx接线柱,调节主调电容刻度盘。使Q值表指示最大,刻度盘读数记为C1;取下标准电感,将其与被测电容串联后再接于Lx接线柱上,重调主调电容刻度盘使Q值表指示再次达到最大,此时刻度盘读数记为C2。被测电容Cx为:

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  谐振法是测量阻抗的另一种基本方法,它是利用调谐回路的谐振特性而建立的测量方法。测量精度虽说不如交流电桥法高,但是由于测量线路简单方便,在技术上的困难要比高频电桥小(主要是杂散耦合的影响)。再加上高频电路元件大多为调谐回路元件使用,故用谐振法进行测量也比较符合其工作的实际情况。

  典型的谐振法测量仪器是Q表,所以谐振法又称Q表法,其工作频率范围相当宽。

  谐振法测量原理如下图所示,它由振荡源,已知元件和被测元件组成的,谐振回路以及谐振指示器组成。当回路达到谐振时,有且回路总阻抗为零,即

  1、谐振法测电感
  测量小电感量的电感时用串联替代法,如下图所示:

  然后去掉1、2之间的短路线,将Lx按入回路,保持信号源频率不变,调节C至C2时,回路再次谐振,此时
  测量较大的电感常采用并联替代法,如图5-1所示。先不接LX,可变C调到小容量位置,这时C为C1,调节信号源频率使回路谐振,此时有,
  并联替代法测量电感,如图1所示:

图1  并联替代法测量电感

  2、谐振法测量电容
  (1)直接法测量电容
  把被测电容Cx接好,调节振荡源频率f,使电压表指示最大,则被测电容为
  直接法测量电容的误差包含:分布电容(线圈和接线分布电容)引起的误差;当频率过高时引线电感引起的误差;当回路Q值较低时,谐振曲线很平坦,不容易准确找出谐振点(电压表指示值最大),也会产生误差。
  (2)替代法测电容
  1)并联替代法
  它适合于测量小电容。其测量误差主要取决于可变标准电容的刻度误差。
  用替代法测电容,可以消除由于分布电容引起的测量误差,测试电路,如下图所示:

  C是一只已定度好的可变,其容量变化范围大于被测的电容量。在不接Cx的情况下,将可变电容C调到某一容量较大的位置,设其容量为C1,调节信号源频率,使回路谐振。然后接入被测电容Cx,信号源频率保持不变,此时回路失谐,重新调节C使回路再次谐振,这时C为C2,那么被测电容Cx=C1-C2。
  2)串联替代法
  当被测电容容量大于标准电容器的最大容量时,必须用串联接法,如下图所示。先将图中1、2两端短路,调到容量较小位置,调节信号源频率使回路谐振,这时电容量为C1。然后拆除短路线,将Cx接入回路,保持信号源频率不变,调节c使回路再次谐振,此时可变电容C为C2,显然Cl等于C2与CX的串联值。

  3、电容量的测量
  (1)小于460pF电容的测量

  (2)大于460pF电容的测量
  大于460pF电容的测量可以来用串联替代法来测量:将标准电感接至Lx接线柱,调节主调电容刻度盘。使Q值表指示最大,刻度盘读数记为C1;取下标准电感,将其与被测电容串联后再接于Lx接线柱上,重调主调电容刻度盘使Q值表指示再次达到最大,此时刻度盘读数记为C2。被测电容Cx为:

谐振法测量阻抗方法

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