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? 測(cè)試電感常用的設(shè)備包括:萬(wàn)用表、LCR測(cè)試儀/數(shù)字電橋、阻抗分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、脈沖式大電流電感測(cè)量?jī)x等。根據(jù)電感頻率選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試設(shè)備。
1、萬(wàn)用表測(cè)試步驟
(1)將萬(wàn)用表旋鈕轉(zhuǎn)到 ?“L"檔?(電感檔)。
(2)斷開被測(cè)電感與電路的連接,并確保電感放電。
(3)將萬(wàn)用表的紅表筆和黑表筆分別連接到電感的兩端。
(4)直接讀取顯示屏上的電感值(單位通常是 ?亨利(H)、毫亨(mH)或微亨(μH)?)。
(5)萬(wàn)用表的頻率測(cè)量范圍一般為10Hz至100KHz?。
2、數(shù)字電橋測(cè)試步驟
(1)開機(jī)與校準(zhǔn)?
? 開機(jī)?:接通電源,預(yù)熱儀器至穩(wěn)定狀態(tài)(通常3-5分鐘)。
? 開路校準(zhǔn)?:將測(cè)試夾具的夾頭分開(不連接任何元件)。按儀器面板的 ?“Open"? 或 ?“Cal"? 鍵,完成開路校準(zhǔn)(消除夾具分布電容影響)。
?短路校準(zhǔn)?:用金屬短接片連接夾具的兩個(gè)夾頭。按 ?“Short"? 鍵完成短路校準(zhǔn)(消除夾具引線電阻和電感影響)。
(2)連接被測(cè)電感?
使用四線(Kelvin)夾具夾住電感兩端,確保接觸良好。
? 注意?:小電感(如μH級(jí))需盡量縮短引線長(zhǎng)度,避免引入額外電感。大電感(如H級(jí))需確保夾具夾緊,減少接觸電阻。
(3)設(shè)置測(cè)試參數(shù)?
? 選擇測(cè)量模式?:按 ?“L"? 鍵切換到電感測(cè)量模式。
? 設(shè)置測(cè)試頻率?:
--低頻(100Hz-1kHz):適合工頻濾波電感、電源電感。
--高頻(1kHz-1MHz):適合射頻電感、高頻扼流圈。
--根據(jù)電感應(yīng)用場(chǎng)景選擇(參考電感規(guī)格書)。
? 設(shè)置測(cè)試電壓?:一般默認(rèn)1V,避免過大電壓損壞敏感元件。大功率電感可適當(dāng)提高電壓(如5V)。
(4)執(zhí)行測(cè)量
3、阻抗分析儀測(cè)試步驟
(1)校準(zhǔn)儀器?
?? 開路校準(zhǔn)?:將測(cè)試端口開路(不連接任何設(shè)備),執(zhí)行開路校準(zhǔn)(Open Cal),消除分布電容影響。
?? 短路校準(zhǔn)?:用金屬短路片連接測(cè)試端口,執(zhí)行短路校準(zhǔn)(Short Cal),消除引線電感和電阻影響。
? ?負(fù)載校準(zhǔn)?(可選):連接標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載電阻(如50Ω),執(zhí)行負(fù)載校準(zhǔn)(Load Cal),進(jìn)一步修正系統(tǒng)誤差。
(2)連接被測(cè)電感?
? ?低頻電感(<1MHz)?:使用四線(Kelvin)夾具夾住電感引腳,減少接觸電阻誤差。
?? 高頻電感(>1MHz)?:使用同軸測(cè)試夾具或射頻探頭,確保信號(hào)路徑阻抗匹配(如50Ω或75Ω)。
(3)設(shè)置測(cè)試參數(shù)?
?? 頻率范圍?:
? --?功率電感?:100Hz-1kHz(工頻應(yīng)用場(chǎng)景)。
? --?射頻電感?:1MHz-3GHz(根據(jù)電感規(guī)格書選擇)。
? --若需分析頻率特性,可設(shè)置掃頻模式(如10kHz-100MHz)。
?? 測(cè)試信號(hào)電平?:默認(rèn)0.5-1V,避免信號(hào)過大導(dǎo)致電感飽和(尤其是鐵氧體磁芯電感)。
?? 等效電路模型?:選擇 ?串聯(lián)模型(Ls-Rs)? 或 ?并聯(lián)模型(Lp-Rp)?
? --串聯(lián)模型:適合低阻抗電感(如濾波電感)。
? --并聯(lián)模型:適合高阻抗電感(如諧振電路中的電感)。
(4)執(zhí)行測(cè)量
4、網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試步驟
(1)?準(zhǔn)備工作?
① 校準(zhǔn)儀器?:使用校準(zhǔn)套件(如開路-短路-負(fù)載校準(zhǔn))對(duì)網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行單端口校準(zhǔn)(Port 1),確保測(cè)量精度。若使用測(cè)試夾具(如探針臺(tái)或SMA連接器),需在連接夾具后進(jìn)行校準(zhǔn)或使用“去嵌入(De-embedding)"功能補(bǔ)償夾具的影響。
② 連接被測(cè)電感?:將電感兩端連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀的Port 1(單端口測(cè)量)。若電感為貼片元件,需使用探針或測(cè)試夾具固定。
(2)?設(shè)置測(cè)量參數(shù)?
① 頻率范圍?:設(shè)置掃描頻率范圍(如1 MHz至1 GHz),需覆蓋電感的工作頻段。注意避免超過電感的自諧振頻率(SRF)。
② 顯示格式?:選擇顯示阻抗(Z)或?qū)Ъ{(Y),或直接使用史密斯圓圖(Smith Chart)。
③ 觸發(fā)模式?:設(shè)置為連續(xù)掃描或單次觸發(fā)模式,確保信號(hào)穩(wěn)定。
(3)?執(zhí)行測(cè)量?
① 讀取S參數(shù)?:測(cè)量S11參數(shù)(反射系數(shù)),網(wǎng)絡(luò)分析儀會(huì)將S11轉(zhuǎn)換為阻抗(Z = R + jX)。
② 轉(zhuǎn)換阻抗為電感值?:若網(wǎng)絡(luò)分析儀支持,可直接選擇“L測(cè)量模式"或使用內(nèi)置的等效電路模型(串聯(lián)RL或并聯(lián)RL模型)。
(4)?分析結(jié)果?
① 觀察頻率響應(yīng)?:繪制電感值隨頻率變化的曲線,確認(rèn)電感在目標(biāo)頻段內(nèi)的性能。
? 定位自諧振頻率(SRF):當(dāng)感抗接近0時(shí)(即阻抗min點(diǎn)),此時(shí)頻率為SRF,超過此頻率后電感呈現(xiàn)容性。
② 計(jì)算Q值?:部分儀器可直接顯示Q值。
(5)?優(yōu)化與驗(yàn)證?
① 模型修正?:若電感存在寄生電容或電阻,選擇串聯(lián)/并聯(lián)等效模型以匹配實(shí)際特性。
② 對(duì)比參考值?:使用標(biāo)準(zhǔn)電感或LCR表測(cè)量結(jié)果進(jìn)行交叉驗(yàn)證,確保網(wǎng)絡(luò)分析儀數(shù)據(jù)可靠。
(6)注意事項(xiàng)?
① 校準(zhǔn)精度?:校準(zhǔn)后避免觸碰連接線或夾具,防止引入誤差。
② 接觸阻抗?:確保被測(cè)電感與測(cè)試端口的接觸電阻min化(如使用四線法探針)。
③ 環(huán)境干擾?:在高頻測(cè)量時(shí),遠(yuǎn)離電磁干擾源,必要時(shí)使用屏蔽箱。
④ 自諧振頻率?:若電感值異常下降或變?yōu)樨?fù)值,說(shuō)明已超過SRF,需縮小頻率范圍。
5、脈沖式大電流電感測(cè)量?jī)x測(cè)試步驟
(1)連接 PC
? 使用前把電感測(cè)試儀通過 USB 連接到 PC。打開儀器電源開關(guān)后,儀器前面板上的LED(“電源")將亮起,閃爍 2-3 秒,然后顯示操作準(zhǔn)備狀態(tài)。
? 打開應(yīng)用軟件,儀器進(jìn)入可以測(cè)量狀態(tài)。使用前請(qǐng)參考說(shuō)明書,然后在PC上安裝軟件。
(2)測(cè)試夾具及操作方法
① 四線法測(cè)試
? 標(biāo)準(zhǔn)的四線法測(cè)試就是用一對(duì)電流線纜和夾子把儀器產(chǎn)生的脈沖大電流輸送到被測(cè)電感,被測(cè)電感上的電壓?jiǎn)为?dú)用一對(duì)電壓檢測(cè)電流線纜和夾子檢測(cè)。電壓檢測(cè)線連接到面板中部的一對(duì)VOLTAGE PROBE插座。電流線纜根據(jù)測(cè)試電流的大小連接到前面板的左邊部分三個(gè)電流輸出插座之一。
? 必須將電壓檢測(cè)夾子和電流夾子各自獨(dú)立地夾在被測(cè)電感的引線上。因?yàn)橛忻}沖大電流流過,所以電流夾子必須特別注意和被測(cè)電感的引線的接觸良好。接觸不良可能會(huì)引起火花。不允許將電壓檢測(cè)夾子和電流夾子連接在一起后再夾到被測(cè)電感的引線,這會(huì)加大夾子的接觸電阻,降低測(cè)試精度。
? 正確的四線法的電壓檢測(cè)夾子和電流夾子的布置如上圖,分別放置被測(cè)電感的兩側(cè)。這個(gè)布置的電壓和電流測(cè)試線之間的電磁耦合min,測(cè)試精度好。為保證精度,不可把電壓檢測(cè)線纜和夾子和電流線纜和夾子放在同一側(cè)。
② 開爾文接法
? 使用超大電流開爾文測(cè)試夾,只需要把紅黑兩個(gè)夾子夾在被測(cè)電感的兩端,就可以進(jìn)行測(cè)試。
? 每個(gè)夾子上有兩個(gè)香蕉插孔,分別對(duì)應(yīng)插入電流線纜和電壓檢測(cè)線纜。一對(duì)紅黑夾子構(gòu)成一個(gè)完整的開爾文測(cè)試夾。
(3)測(cè)試軟件操作
① 選擇測(cè)量參數(shù)
--電感測(cè)試儀提供 2 種不同的操作模式:
? 電壓被施加到測(cè)試組件,直到達(dá)到預(yù)設(shè)的電流水平(電流超過時(shí)導(dǎo)致測(cè)量脈沖終止)。這是通常的操作模式。
? 將電壓施加到測(cè)試組件達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間(預(yù)設(shè)“電壓時(shí)間積分")。
--啟動(dòng)軟件后,必須在進(jìn)行電感測(cè)量之前設(shè)置以下參數(shù):
? 電流峰值
? 確保您輸入的電流峰值與測(cè)試組件連接的測(cè)量范圍相同。 否則將使用另一個(gè)測(cè)量范圍的端子。測(cè)試電流有三個(gè)測(cè)量范圍1~10A;11~100A;101~1000/1500A。
--測(cè)量電壓
? 在正常工作條件(峰~峰值)期間,應(yīng)在此處輸入與測(cè)試組件的電壓電平相對(duì)應(yīng)的值。施加于測(cè)試元件的電壓可以在 10V 至 400V 的范圍內(nèi)調(diào)整。
? 由于測(cè)量原理,測(cè)量電壓必須高于實(shí)際工作電壓。 例如,在 24VDC 電磁鐵上,應(yīng)選擇40-60V的測(cè)量電壓。測(cè)量原理總是要求在阻抗的電感部分有足夠的壓降。 否則電流轉(zhuǎn)換速率di/dt會(huì)收斂到零,因此無(wú)法評(píng)估。
--測(cè)量時(shí)間(測(cè)量脈沖的持續(xù)時(shí)間)
? 當(dāng)達(dá)到該值時(shí),測(cè)量脈沖終止,只要電流峰值水平?jīng)]有達(dá)到之前。 一個(gè)有用的設(shè)置可能與先前估計(jì)的變壓器或電感器的電壓時(shí)間積分有關(guān)。測(cè)量脈沖的持續(xù)時(shí)間可以在需要時(shí)預(yù)先設(shè)定在20μs 到70ms的范圍內(nèi)。測(cè)量時(shí)間限制為 70 毫秒。
② 測(cè)量
? 開始測(cè)量
? 使用命令按鈕<開始測(cè)量>開始測(cè)量。
? 選擇“電阻"單選按鈕,則只測(cè)量電阻。
? 選擇“電感+電阻",先測(cè)電阻,后測(cè)電感。
? 以上兩項(xiàng)的電阻范圍應(yīng)該是 3 歐姆以內(nèi)。如果電感的電阻超過 3 歐姆,應(yīng)該選擇“電感"單選按鈕,并且輸入電阻(可以用別的儀器先測(cè)試好電阻)。
? 測(cè)試過程中,本儀器的軟件界面會(huì)顯示一個(gè)高壓危險(xiǎn)的提示畫面。此時(shí)操作人員不可觸碰任何線纜和夾具。只有當(dāng)軟件不顯示該畫面時(shí),操作人員才能連接或拆卸線纜和夾具。