數(shù)字電橋的概念

數(shù)字電橋就是能夠測量電感，電容，電阻，阻抗的儀器，這是一個傳統(tǒng)習慣的說法，最早的阻抗測量用的是真正的電橋方法，隨著現(xiàn)代模擬和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，早已經(jīng)淘汰了這種測量方法，但LCR電橋的叫法一直沿用至今。如果是使用了微處理器的LCR電橋則叫LCR數(shù)字電橋。一般用戶又稱這些為：LCR測試儀、LCR電橋、LCR表、LCRMeter等等。

LCR數(shù)字電橋的結(jié)構(gòu)

1. 測試夾：被測元件由此接入；

2. 讀數(shù)顯示器：測量值由 4 位 7 段 LED 顯示器顯示；

3. 量程指示：顯示被測量的單位 （單位右側(cè)的小方塊為紅色 LED 指示燈）；

4. 功能控制按鍵：測量控制按鍵由 6 個功能鍵組成（每個按鍵內(nèi)的小方塊為紅色 LED 指示燈）；

5. 電源輸入插座；

6. 電源開關(guān)。

lcr數(shù)字電橋工作原理

數(shù)字電橋的測量對象為阻抗元件的參數(shù)，包括交流電阻R、電感L及其品質(zhì)因數(shù)Q，電容C及其損耗因數(shù)D。因此，又常稱數(shù)字電橋為數(shù)字式LCR測量儀。其測量用頻率自工頻到約100千赫。基本測量誤差為0.02%，一般均在0.1%左右。

數(shù)字電橋原理如圖所示。圖中DUT為被測件，其阻抗用Zx表示，Rr為標準電阻器。切換開關(guān)可分別測出兩者的電壓Ux與Ur，于是有下式：

此式為一相量關(guān)系式。如使用相敏檢波器（PSD）分別測出Ux和Ur對應(yīng)于某一參考相量的同相量分量和正交分量，然后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）器將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再由計算機進行復(fù)數(shù)運算，即可得到組成被測阻抗Zx的電阻值與電抗值。

平衡式電橋測試原理

從圖中的線路及工作原理可見，數(shù)字電橋只是繼承了電橋傳統(tǒng)的稱呼。實際上它已失去傳統(tǒng)經(jīng)典交流電橋的組成形式，而是在更高的水平上回到以歐姆定律為基礎(chǔ)的測量阻抗的電流表、電壓表的線路和原理中。

LCR數(shù)字電橋的使用方法

1、加電

首先將電源線帶IEC一端接到電橋左后方的IEC插座上，另一端插入合適的電源插座上，搬動電橋左后方的船形開關(guān)，即使電橋通電。通電后，顯示器、量程及功能指示器隨之變亮。電橋可自動置于電感、電容測量檔，并聯(lián)等效及1KHz頻率狀態(tài)。正常情況下，內(nèi)部電路加電幾秒鐘后即能穩(wěn)定，便可進行測量。

2、被測元件的接入方法

⑴通常徑向引線的元件可直接插入組合測試夾夾板內(nèi)，而接入特殊柔性引線的元件時，應(yīng)借助夾板離合器進行，該離合裝置位于測試夾的正下方。

⑵接入軸向引線元件時，為避免扭折引線，可采用軸向轉(zhuǎn)接頭，先把這兩個配件分別插入測試夾的兩端，再將其間距調(diào)正到適合元件測量的位置，然后便將軸向引線元件插入兩端的配件夾內(nèi)。

⑶在軸向轉(zhuǎn)接頭必需相當牢固定的場合，如在測量大量的同類元件時，需采用支撐板。安裝支撐板：首先把軸向轉(zhuǎn)接頭調(diào)整到適當?shù)奈恢蒙希缓髮⒅伟鍛抑糜谳S向轉(zhuǎn)接頭上方，讓每個軸向轉(zhuǎn)接頭穿過支撐板上的槽縫，放好支撐板，將固定螺釘對準電橋面板上的螺孔，最后上緊螺釘。注意：安裝時不易將螺釘擰得過緊。

注意：本電橋雖能夠?qū)Τ潆婋娙萁尤霚y試進行防護，但最好應(yīng)將充電電容經(jīng)適當電阻放電后才進行測量。

使用中注意讀數(shù)顯示器與量程指示

（1）測量值在4位7段LED顯示器上顯示。小數(shù)點可自動移位，在某些測量中測量值將不用全部4位顯示。這是因為電橋具有鑒別顯示位是否穩(wěn)定，對于那些確認不穩(wěn)定位將不予顯示。

（2）在電橋能提供±0.25%±1個字的基本準確度的測量條件下，讀數(shù)通常常用全部4位顯示。量程指示器在讀數(shù)顯示器的右側(cè)，電橋可根據(jù)被測元件的實際值，自動顯示在某一單位上。注意：因Q值是無量綱的，因此在顯示Q值時，量程指示LED不會發(fā)亮。

（3）低準確度提示當電橋顯示不能達到基本準確度的數(shù)值時，電橋仍進行測量，但將通過量程指示器中相應(yīng)的單位LED每秒閃一次來指示測量為低精度。此時如果適當改變控制功能，便能夠改進測量準確度，這種情況儀器將自動通過閃亮相應(yīng)的控制按鍵上的LED來提示。

（4）串－－并聯(lián)提示雖然電橋具有顯示串聯(lián)或并聯(lián)等效值的選擇性，但在不利的Q值情況下，用上述兩種方式均不可能獲得基本準確度。當需要改動某一顯示方式以便提高基本準確度時，電橋?qū)⑼ㄟ^閃亮串聯(lián)或并聯(lián)指示發(fā)光二極管，來提示這一變化。若出現(xiàn)這種情況，按一下“SER－－PAR”鍵，便可改變顯示方式，從而提高測試準確度。

（5）頻率提示200？F～2000？F的電容，200H～2000H的電感，測量頻率在100Hz只能獲得基本準確度。同樣，200pF～2nF的電容和200？H～2mH的電感，只有在1KHz測量頻率上才能獲得基本準確度，若用戶在不能取得最佳精度的頻率上，對上述范圍的元件進行測量，電橋?qū)⑼ㄟ^閃亮頻率指示LED來指示用戶應(yīng)改變測試頻率。電橋在不適當?shù)念l率上測量，不能獲得基本準確度。

LCR數(shù)字電橋作用

LCR數(shù)字電橋可提供穩(wěn)定的6位測試分辨率，10Hz-300kHz的頻率范圍、0.01V-2.0V可編程信號電平、高達30次/秒的測量速度、9級精細量程、恒定的30Ω或100Ω源內(nèi)阻及靈活人性的操作方式，可滿足生產(chǎn)線質(zhì)量保證、進貨檢驗及實驗室。

LCR數(shù)字電橋可用于計量測試部門對阻抗量具的檢定與傳遞，以及在一般部門中對阻抗元件的常規(guī)測量。很多數(shù)字電橋帶有標準接口，可根據(jù)被測值的準確度對被測元件進行自動分檔；也可直接連接到自動測試系統(tǒng)，用于元件生產(chǎn)線上對產(chǎn)品自動檢驗，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。80年代中期，通用的誤差低于0.1％的數(shù)字電橋有幾十種。數(shù)字電橋正向著更高準確度、更多功能、高速、集成化以及智能化程度方面發(fā)展。

LCR數(shù)字電橋應(yīng)用對象

無源元件：電容器、電感器、磁芯、電阻器、變壓器、芯片組件和網(wǎng)絡(luò)元件等的阻抗參數(shù)測量。

半導(dǎo)體元件：電容器、電感器、磁芯、電阻器、變壓器、芯片組件和網(wǎng)絡(luò)元件等的阻抗參數(shù)測量。

其它元件：印制電路板、繼電器、開關(guān)、電纜、電池等的阻抗評估。

介質(zhì)材料：塑料、陶瓷和其它材料的介電常數(shù)的損耗角評估。

磁性材料：鐵氧體、非晶體和其它磁性材料的導(dǎo)磁率和損耗角評估。

半導(dǎo)體材料：半導(dǎo)體材料的介電常數(shù)，導(dǎo)電率和C-V特性。

液晶材料：液晶單元的介電子常數(shù)、彈性常數(shù)等C-V特性。