20Hz-2MHz導磁率LCR阻抗分析儀 頻率范圍的重要性

阻抗分析儀的頻率范圍決定了其可以分析的頻率段。在很多應用領域，如材料研究、電子器件測試等，阻抗特性會隨頻率變化而變化

。因此，一個寬廣的頻率范圍能夠提供更多維度的信息，有助于更全面地理解和評估被測對象。

頻率范圍通常用赫茲(Hz)來表示，并

可能包含從幾十赫茲到幾吉赫茲的跨度。不同設備的頻率覆蓋范圍不同，用戶需要根據實際應用場景

選擇適當?shù)淖杩狗治鰞x。

20Hz-2MHz導磁率LCR阻抗分析儀

如何根據應用選擇合適的頻率范圍

選擇阻抗分析儀的頻率范圍時，首先需要了解被測材料或器件在哪些頻率范圍內具有重要意義的特

性。例如，在研究電容器時，低頻下電

容器的介電損耗和高頻下的等效串聯(lián)電阻是兩個關鍵的特性，因此需要一個能夠覆蓋這兩個頻

率段的設備。

例如，如果應用場景是半導體器件的測試，可能需要關注高頻下的表現(xiàn)，因此應選擇具有高頻測量能力的阻抗分析儀。

對于一些生物醫(yī)學

應用，低頻到中頻范圍可能更有意義。

阻抗分析儀是一種電子測試設備，用于評估材料、器件或系統(tǒng)的電氣特性，尤其在寬頻率范圍內。它能精確測量電阻、電容、

電感

等電氣參數(shù)，及其隨頻率變化的行為。本文將詳細探討阻抗分析儀的工作原理、關鍵技術和廣泛的應用領域。

1.阻抗概念及其在

交流電路中的表現(xiàn)

在深入探討阻抗分析儀之前，我們首先需要了解阻抗的基本概念及其在交流電路中的表現(xiàn)。阻抗是交流電路中的一

種重要特性，它決定了

電路對電流流動的阻礙程度。阻抗的大小不僅受到電路元件a的電阻影響，還與電容和電感的特性有關。

阻抗

的基本理解

阻抗(lmpedance)是由電阻(Resistance)、電感(Inductance)和電容(Capacitance)的復合作用產生的，表示為Z，并且是

一個復

數(shù)，其一般形式為Z=R +jX。其中R是電阻分量，代表電路對電流的阻礙程度;X是電抗分量，由電感和電容所引起，電感產生的

電抗與

頻率成正比，電容產生的電抗則與頻率成反比。

阻抗在交流電路中的表現(xiàn)

在交流電路中，阻抗影響著電路的電流和電壓之間的

相位差。當電路中只有電阻時，電流和電壓的相位是相同的。然而，一旦加入電感或

電容元件，電流和電壓之間就會產生相位差，即

電壓可能會領先或落后電流90度。通過引入阻抗的復數(shù)形式，我們能更準確地分析交流電

路中電流和電壓的相位關系。

阻抗分析的重

要性

掌握阻抗的分析方法對設計和調試電子電路至關重要。阻抗匹配確保信號傳輸?shù)男剩苊庑盘柗瓷浜退p，從而改善電路的整

體性

能。因此，阻抗分析儀在現(xiàn)代電子工程中扮演著不可或缺的角色，它為工程師們提供了一種有效工具來精確測量電路元件的阻抗特性。

電極壓力：0~1.0Mpa連續(xù)可調

 大測量電壓：2000V，50Hz

真空度 ：電極可抽真空至3*10-2 Mpa

輸入電源：180V～270VAC，50Hz±1%，市電或發(fā)電機供電

*計算機接口：標準RS232接口，U盤插口(自動U盤存儲數(shù)據)。

打印機：微型熱敏打印機

環(huán)境溫度：-10℃～50℃

相對濕度：<90%

準確度： Cx:±（讀數(shù)×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（讀數(shù)×0.5%+0.00005）；

電容量范圍：內施高壓：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；

外施高壓：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

*分辨率： 高0.001pF，4位有效數(shù)字；

*介電常數(shù)ε測試范圍：0-200；

*介電常數(shù)ε準確度：0.5%

*介質損耗tgδ測試范圍：不限，

實驗原理

按照物質電結構的觀點，任何物質都是由不同的電荷構成，而在電介質中存在原子、分子和離子等。當固體電介質置于電場中后會顯

示出一定的極性，這個過程稱為極化。對不同的材料、溫度和頻率，各種極化過程的影響不同。

1、介電常數(shù)(ε)：某一電介質(如硅酸鹽、高分子材料)組成的電容器在一定電壓作用下所得到的電容量Cx與同樣大小的介質為真空

的電容器的電容量Co之比值，被稱為該電介質材料的相對介電常數(shù)。

式中：Cx —電容器兩極板充滿介質時的電容；

Cο —電容器兩極板為真空時的電容；

ε —電容量增加的倍數(shù)，即相對介電常數(shù)

介電常數(shù)的大小表示該介質中空間電荷互相作用減弱的程度。作為高頻絕緣材料，ε要小，特別是用于高壓絕緣時。在制造高電容器

時，則要求ε要大，特別是小型電容器。

在絕緣技術中，特別是選擇絕緣材料或介質貯能材料時，都需要考慮電介質的介電常數(shù)。此外，由于介電常數(shù)取決于極化，而極化又

取決于電介質的分子結構和分子運動的形式。所以，通過介電常數(shù)隨電場強度、頻率和溫度變化規(guī)律的研究，還可以推斷絕緣材料的

分子結構。

2．介電損耗(tgδ)：指電介質材料在外電場作用下發(fā)熱而損耗的那部分能量。在直流電場作用下，介質沒有周期性損耗，基本上是

穩(wěn)態(tài)電流造成的損耗；在交流電場作用下，介質損耗除了穩(wěn)態(tài)電流損耗外，還有各種交流損耗。由于電場的頻繁轉向，電介質中的損

耗要比直流電場作用時大許多(有時達到幾千倍)，因此介質損耗通常是指交流損耗。

在工程中，常將介電損耗用介質損耗角正切tgδ來表示。tgδ是絕緣體的無效消耗的能量對有效輸入的比例，它表示材料在一周期內

熱功率損耗與貯存之比，是衡量材料損耗程度的物理量。

使用鎖相放大器的原

理

2.2.1 鎖相放大器的工作機制

鎖相放大器(Lock-inAmplifier)是一種在阻抗分析中常使用的工具，其主要功能是提高信號檢測的靈

敏度和選擇性，尤其是在噪聲環(huán)境

中提取微弱信號。

工作時，鎖相放大器通過一個參考信號來同步輸入信號，并且只響應與參考信號

同相位或具有特定相位差的信號成分。這樣可以有效地從

噪聲中分離出有用信號，提高測量的信噪比。

2.2.2 鎖相放大器在阻抗測量中的應用

在阻抗分析儀中，鎖相放大器通常被用于測量在特定頻率下的阻抗值。由于其高靈敏度的特點

，鎖相放大器特別適合于生物醫(yī)學、材料科

學和微電子學中的阻抗分析。

當分析微弱的生物電信號或者是在低電導率材料的阻抗特性

時，鎖相放大器可以提供準確而可靠的測量結果

環(huán)境條件如溫度、濕度和電磁干擾也會對分析儀的阻抗測量產生顯著影響。因此，在選擇和使用分析儀時，必須充分考慮這些

動態(tài)因素。

溫度：

電阻器、電感器和電容器大多與溫度相關，其溫度系數(shù)對阻抗行為至關重要。為確保準確測量，應在穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進行， 佳選

擇是受控的實驗室條件。若需現(xiàn)場工作，應盡量避開溫度急劇變化的環(huán)境。

濕度：

高濕度可能導致冷凝，進而影響元件和電路的電氣性能。因此，使用除濕機等設備確保低濕度環(huán)境至關重要。

電磁干擾：

阻抗測量易受電磁干擾影響，特別是在涉及半導體或高頻應用的敏感設備中。為確保測量準確性，應在屏蔽環(huán)境中進行，以隔絕外部

電磁場的影響。

阻抗分析儀在多個領域都有廣泛應用。在電子電路設計與研發(fā)領域，工程師利用它測試電容、電感、電阻等元器件的性能參數(shù)，判斷

其是否符合設計要求，優(yōu)化電路設計；在材料科學領域，可用于測量材料的介電常數(shù)、磁導率等電學和磁學特性，幫助研究人員了解

材料的電學性能，開發(fā)新型電子材料；在生物醫(yī)學工程領域，能通過測量生物組織的阻抗特性，輔助疾病診斷，如利用人體組織在健

康和患病狀態(tài)下阻抗的差異，實現(xiàn)早期疾病篩查；在電池研究中，阻抗分析儀可以評估電池的內阻、充放電性能等，為電池的研發(fā)和

質量控制提供重要依據。

.阻抗分析儀的維護與保養(yǎng)

1 維護與保養(yǎng)的必要性

1.1 阻抗分析儀的日常維護要點

阻抗分析儀是一種高精度的電子測試設備，用

于測量和分析電路的阻抗參數(shù)。為了確保設備的精確度和延長使用壽命，日常維護顯得尤為

重要。阻抗分析儀的日常維護應包括以下

幾個要點:

1.保持環(huán)境的清潔與干燥:灰塵和濕氣是電子設備的大敵。保持實驗室和測試環(huán)境的清潔可以減少灰塵對設備內部敏感電子

元件的損

害。同時，保持環(huán)境的干燥可以預防因濕氣導致的電路短路或元件腐蝕。

2.定期校準:為保證測試結果的準確性，應按照制

造商推薦的周期對阻抗分析儀進行校準。定期校準可以補償設備老化和使用過程中

產生的微小偏差。

3.防震措施:在移動或運輸阻抗

分析儀時，應采取防震措施，以防止內部精密組件受損。

4.正確的使用操作:使用阻抗分析儀前應仔細閱讀用戶手冊，按照正確的程

序操作，避免因誤操作造成的設備損壞。

5.存儲環(huán)境:在不使用時，應將阻抗分析儀存放在適宜的環(huán)境中，避免極端溫度或濕度。

6.1.2 預防性維護的實施策略

預防性維護是阻抗分析儀管理中的重要組成部分，以下是實施策略的幾個關鍵點:

1.維護日程計劃:制定

并遵循一個詳細的維護日程計劃，確保所有必要的維護操作及時執(zhí)行。這包括定期檢查、清潔、校準和軟件更

新。

2.人員培訓:確保操作人員和維護人員受到適當?shù)呐嘤枺軌蚴炀毜厥褂煤途S護設備。只有了解設備的工作原理和操作細節(jié)，才能更

好地進行預防性維護。

3.使用專用維護工具:使用指定的維護工具進行清潔和檢查，避免使用可能損傷設備的通用工具。

4.維護記錄:

詳細記錄每次維護的操作和結果，包括更換的部件和校準的數(shù)據。這些記錄對于故障分析和設備性能評估非常有用。

5.環(huán)境監(jiān)測:持

續(xù)監(jiān)測設備的運行環(huán)境，確保環(huán)境變量(如溫度、濕度等)始終處于設備規(guī)格的范圍內。

6.軟件更新:定期檢查設備軟件是否有更新，

及時安裝軟件補丁和更新，以防止安全漏洞和提升性能。

產品保修承諾：

1、免費送貨到用戶指定的地點，免費指導安裝、培訓及調試。

2、保修期內人為損壞的零部件按采購（加工）價格收費更換。

3、保修期外繼續(xù)為用戶提供優(yōu)質技術服務，在接到用戶維修邀請后3天內派工程師到達用戶現(xiàn)場進行維修。并享有優(yōu)惠購買零配件的待遇。

4、傳感器過載及整機電路超壓損壞不在保修范圍內。

5、產品質保期：自安裝正常使用日起一年；

6、軟件升級：終生免費提供新版本控制軟件。