如何正确选用LCR数字电桥  蓝河电子

无源元件电阻、电容、电感是zui常被设计工程师所用的元器件，但真正了解L、C、R知识的人不一定很多，根据中国台湾专业人士叶正贤的经验，在此向各位从事设计、维修等技术的工程师浅谈LCR基本知识。
一、理想的L、C、R：

换句话说，在理想状态下，相位角(θ)在纯电阻下是O℃，在纯电容下是-90℃，纯电感则为+90℃。
实际情况下，L、C、R却不是如此单纯，尤其对L、C而言。
二、中、低频的L、C等效电路：

因为有等效电阻(R)的存在，所以电感就不再是+90℃，电容也不会是-90℃，因此产生了相位角(θ)，以三角函数来看：

其中虚部为感抗或容抗，而实部为阻抗，因为感抗与容抗涉及到频率，故在不同的工作频率下就会得到不同的（θ）值。
了解到电感、电容中如果RS的成份越小(或RP越大)，则此元器件越趋近于理想，这里我们定义了品质因数(Q)及损耗因数(D)：
Q = 1 / D = 虚功 / 实功
以串联等效电路来看，若流入固定电流I

因此若RS = 0，则Q 变成无穷大，相对的D值 = 0。
并联等效电路亦如此类推，于是可以得到一个结论：对元器件而言，Q越大越好，D值越小越好。
三、电容C的一般应用：
zui常用的就是从市电进来(AC)要变成直流(交直转换)

市电(AC220V或110V)经变压器后，再经桥式整流器，此时即成为脉动直流(暂不考虑电解电容C)。

加上电解电容C后，即可变成直流，

但毕竟C并非理想电容，以串联等效电路来看，且加上负载RL后

当电容充电到峰值后，即会对负载RL放电(放电电流IL)，此时，在RS上即产生一个压降(或功率消耗)，波形变成

因此，原本的直流电压就会在上面叠加了一个交流信号，即所谓的纹波，而这纹波的大小除与所加上的负载RL有关外，也与ESR的大小有关，如果ESR太大，则纹波变大，同样，消耗功率也大，这也就是在实际电路工作时，有时在摸电解电容时会发热的原因，若ESR过大，则电解电容发烫,而有冒烟现象！！
所以在设计时建议工程师，须选用LOW ESR电容。换句话说，此时ESR的测量即成为工程师设计时*的测量因数。

亦即当C固定，若使用恒流源对电容C充电，即可产生斜波，当然仍须注意C的品质。（Q值越大越好，或D值越小越好。）
三、 电感L的一般应用
电感就是一组线圈，不管这组线圈有没有绕在铁蕊上，既然是用导线绕成线圈，导线上就会有内阻存在。现仍以其串联等效电路说明：

流入电流I，如果RS太大，则消耗功率也大，这是变压器为什么发热的原因。因此，RS的测量就成为必须的一个程序。但应用的电桥大多为交流电桥，不具备DCR功能，因此便无法测出RS值。
 

所测出来的值是包含jWLS的ZL而非单纯的RS。如何判断电感的好坏，当然RS 要越小越好。（Q值越大或D值越小越好。）
电感的应用，同样利用 ZL = jWL = j2πfL 这个公式。如果f越大，则感抗越高，便可将高频的噪声（Noise）或瞬间的浪涌（Spike） 予以抑制。
综合L、C，一般电路图中常见：就是这个道理。

四、测量L、C时容易陷入的误区
a. 如何选用并联模式（LP、CP）或串联模式（LS、CS）。
通常在并联模式（LP、CP）时是采用恒压方式测量，而在串联模式（LS、CS）是采用恒流方式测量。(因涉及电路设计，实无法一一详谈。)故一般针对小电容、大电感采用的是并联模式；大电容、小电感则采用串联模式测量，而其间的差异与D值有关，转换公式如下所示：

任何元器件都会有频率响应的问题，换句话说，如果排除测量仪器的精度问题，那么，在某个频点所测出来的值即表示这个元器件在这个频点的真正值。换句话说，如果工程师想测量某一个元器件的值，就必须考虑这个元器件在电路中的工件频率是多少，而选择该频率或接近的频率来测量，才会得到该元器件在该电路中的真正值。而从实际应用面来考虑，可以归结出下面结论供使用者参考。
小电容、小电感 →常用于高频电路 (测量时频率要高一点)
大电容、大电感 →常用于低频电路 (如市电50Hz或全波整后100Hz则测量频点可选在低频)
c. 如何选用测量幅度？
测量幅度的选择，譬如用在测量带有铁蕊的线圈（电感）时，因涉及铁蕊的材质，故与频率点的选择一样，须选择适当的幅度，予以测量。
d. 校正归零
对自动量程的仪器，在测量小电容、小电感时，为追求度，故必须归零，尤其是利用测试夹具时，更须将测试线所存在的小电容、小电感予以扣除，才能测量出元器件本身的真正值。一般而言，电容为开路时归零，电感为短路时归零，对于手动量程的仪表也须遵循小电容（CP模时）开路归零，小电感（LS模式时）短路归零的原则。
e.4线对2线的测量方法
当测量低阻抗元件时,导线上的电压跌落会影响测量结果.用4线测量方法可以消除导线电阻的影响,一般与高精度电压表和电源使用的方法一致,通过分离电源和测试线, 4线技术自动消除压降的影响.
三、 结论
综上所述，在教科书中所考虑的元件并不能够说明元件本身的特性,元件特性更依赖于环境,信号频率和幅度.这样LCR电桥除需要测量范围广、反应速度快、度高之外，仍须具备频点选择、幅度选择及D值（Q值）、DCR、θ值、ESR值测量等功能，才不会在设计时，产生"知其然而不知其所以然"之撼。

UC2851A 10KHZ通用电桥
 

简单介绍

■  UC2851A是一款采用技术平台高性能低价格的低端元器件测试仪。其采用当前zui流行的4.3寸真彩TFT显示器，使用户能更直观，更舒服的读出测试结果。强大的功能和简单的操作，50HZ-10KHZ多频率点以及0.2%的精度可满足生产线质量保证、进货检验及实验室测量要求。

性能特点

■  采用的技术平台，数据*比对国外同行产品 ■  4.3英寸真彩TFT显示器，分辨率480×272 RGB ■  30 Ω, 100 Ω两种不同信号源输出阻抗 ■  关机自动保存测试条件，更人性化 ■  简体中文，英文可选 ■  内建比较器, 1档分选灵活的合格和不良报警模式 ■  100多组内部仪器设定供存储/调用，U盘扩展500多组 ■  可通过USB HOST来实现仪器软件版本的升级和更新 ■  U盘拷屏功能保存数据更方便,可支持格式FAT16, FAT32文件系统 ■  标配RS232C、HANDLER、USB HOST，USBCDC，USBTMC，耳机接口，可选GPIB

技术参数

型号 UC2851A【带1档报警】 测试参数 L,C, R, | Z|, D, Q，X，ESR，θ（Deg），θ（Rad） 测试频率 100Hz, 120Hz,1kHz,10kHz 基本测量准确度 0.2%  测试信号电平 0.1V、0.3V、1V 等效电路 串联, 并联 数学功能 百分比偏差 量程方式 自动, 保持, 手动选择 触发方式 内部, 手动, 外部, 总线 测量速度（≥1kHz） 快速: zui快30次/秒, 中速: 10次/秒, 慢速: 3次/秒 平均次数 1—255 延时时间 0—60s, 以1ms步进 校准功能 开路/ 短路 / 负载 测试端配置 五端 显示方式 直读，Δ%，V/I（被测电压/电流监视） 显示器 主副参数5位显示，4.3英寸真彩LCD显示器 输出阻抗 30 Ω, 100Ω可选择 显示范围 |Z|, R，X，ESR 0.1mΩ — 99.999MΩ C 0.01 pF — 99999uF L 0.01 µH — 99999 H D 0.0001 — 9.9999 Q 0.0001 — 9999.9 θ（Deg） -179.99° — 179.99° θ（Rad） -3.1416 — 3.1416 Δ% -999.99% — 999.99% 其他 比较器功能 1档分选  UC1062AX 200KHZ数字电桥   简单介绍 ■UC1062AX是一款用于对各种电子元器件进行检验的多功能元件测试仪。其采用当前zui流行的4.3寸LCD显示器，使用户能更直观，更舒服的读出测试结果。它是一种高速度、测试范围宽、5位测试分辨率的阻抗测量仪，可满足生产线质量保证、进货检验及实验室测量要求。 性能特点 ■  4.3英寸LCD显示器，更直观清晰 ■  50 Hz－200 kHz，37个典型频率点 ■  30 Ω, 100 Ω两种不同信号源输出阻抗 ■  内建比较器, 十档分选及档计数功能 ■  内部100组设定文件，U盘扩展多组测试文件保存或调用 ■  可通过USB HOST来实现仪器软件版本的升级和更新 ■  U盘拷屏功能保存数据更方便,可支持格式FAT16, FAT32文件系统 ■  标配RS232C、HANDLER、USB HOST，可选GPIB 技术参数 测量功能 LCR测试参数 | Z|, |Y|, C, L, X, B, R, G, D, Q, θ 测试频率 50、60、80、100、120、150、200、250、300、400、500、600、800、1K、1.2K、1.5K、2K、2.5K、3K、4K、5K、6K、8K、10K、12K、15K、20K、25K、30K、40K、50K、60K、80K、100K、120K、150K、200K(Hz)，37个频点 基本测量准确度 0.1% 等效电路 串联, 并联 数学功能 值偏差, 百分比偏差 量程方式 自动, 保持, 手动选择 触发方式 内部, 手动, 外部, 总线 测量速度（≥1kHz） 快速: zui快40次/秒, 中速: 11次/秒, 慢速: 3次/秒 平均次数 1—255 延时时间 0—60s, 以1ms步进 校准功能 开路/ 短路/ 负载 测试端配置 五端 显示方式 直读，Δ，Δ%，V/I（被测电压/电流监视） 显示器 5位分辨率，4.3英寸LCD显示器 测试信号 测试信号频率 50 Hz－200 kHz 输出阻抗 30 Ω, 100Ω可选择 测试信号电平 正常：0.1V、0.25V、0.3V、0.5V、1V 准确度：10% 显示范围 |Z|, R, X 0.01mΩ — 99.999 MΩ |Y|, G, B 0.0001µS — 99.999 S C 0.0001 pF — 9.9999 F L 0.0001 µH — 999.99 H D 0.0001 — 9.9999 Q 0.0001 — 99999 θ (DEG) -179.99º — 179.99 º θ (RAD) -3.14159 — 3.14159 其他 比较器功能 十档分选功能 存储器 100组内部仪器设定供存储/调用，外部500组 接口 标配RS232C、USB HOST，可选GPIB、HANDLER