20Hz-2MHz電容器LCR分析儀

20Hz-2MHz電容器LCR分析儀

阻抗分析儀正是用于測量這種復阻抗特性曲線的專業儀器。它能夠在不同的頻率范圍內掃描并顯示阻抗的變化情況，從而幫助工程師深入了解元件、電路或材料的電氣特性。阻抗分析儀在電子和材料測試中有廣泛的應用，包括電子學、電信、電力系統、航空航天以及汽車等多個行業。同時，它與LCR表等測量工具相比，具有更高的測量精度和更全面的信息展示能力。

頻率范圍：LCR表一般僅適用于較低頻率的測量，而阻抗分析儀則能覆蓋非常寬的頻率范圍。

自動平衡電橋設計在寬阻抗范圍和次寬頻率范圍內提供了出色的準確性。它能夠測量從毫歐到100兆歐的阻抗，掃描頻率從幾赫茲到110兆赫茲。然而，當頻率超過100千赫茲時，其阻抗范圍會逐漸變窄。

IV型分析儀同樣具有相當的精確度，但測量范圍較小。它們可以測量100毫歐到5兆歐的阻抗，掃描頻率從40赫茲到100兆赫茲。

RF-IV型分析儀則具有更廣泛的測量范圍，能夠測量從100毫歐到100,000兆歐的阻抗，掃描頻率從1兆赫茲到3吉赫茲。

透射反射技術分析儀提供了 廣泛的頻率范圍，從5赫茲到110吉赫茲。但請注意，其精度僅限于50-75歐姆的阻抗范圍。

溫度：

電阻器、電感器和電容器大多與溫度相關，其溫度系數對阻抗行為至關重要。為確保準確測量，應在穩定的溫度環境下進行， 佳選擇是受控的實驗室條件。若需現場工作，應盡量避開溫度急劇變化的環境。

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，判斷其是否符合設計要求，優化電路設計；在材料科學領域，可用于測量材料的介電常數、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，開發新型電子材料；在生物醫學工程領域，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下阻抗的差異，實現早期疾病篩查；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，為電池的研發和質量控制提供重要依據。

圖形化工具在數據分析中的優勢

圖形化工具，比如頻率響應圖、Nyquist圖、Bode圖等，能夠將復雜的阻抗數據可視化為直觀的圖形，便于用戶分析和解釋。這些圖形可

以顯示系統的阻抗響應，幫助用戶理解系統的動態特性，比如電阻、電容和電感是如何隨頻率變化而變化的。

典型應用場景:

在材料科學中，Nyquist圖可以清晰展示材料的阻抗譜隨頻率變化的特征，區分材料中的不同阻抗機制。在生物醫學領域，Bode圖能夠揭

示生物組織電特性的頻率依賴性，從而分析組織在不同頻率下的阻抗響應。

圖形化分析的典型應用場景

案例:

利用Nyquist圖對不同細胞類型的電特性進行分析。首先，收集了不同細胞在相同測試條件下的阻抗數據，然后使用圖形化軟件繪制

Nyquist圖。

圖形化分析步驟:

1.使用阻抗分析儀獲取樣本在不同頻率下的阻抗數據。

2.導入數據至圖形化分析軟件。

3.繪制Nyquist圖，觀察不同細胞類型在圖中的分布情況。

結果分析:

通過Nyquist圖可以觀察到不同細胞類型具有不同的阻抗半圓弧，反映出它們在不同頻率下的電特性。圖形化分析使得生物電特性的差異

一目了然，輔助研究人員對細胞類型進行分類和電特性研究。

以上就是關于測試條件的精確設置與數據分析的圖形化方法的深入探討。在實際操作中，合理設置測試條件并結合圖形化工具進行數據分

析，可以大幅提升測試的效率和準確度，助力科研和工程實踐中的問題解決。

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。

材料阻抗特性的研究

在材料科學領域，阻抗分析儀用于研究材料的電化學性質，特別是導電材料、半導體材料和電解質材料。通過測量材料在不同頻率下的阻

抗特性，研究人員可以推斷材料內部的電荷傳輸機制、載流子濃度和遷移率等關鍵參數。

例如，在研究介電材料時，阻抗分析儀可以提供關于材料的損耗因子、介電常數和介電損耗的信息，這些是評估材料在高頻應用中性能的

重要指標。而這些信息對于設計高頻電子電路和電磁屏蔽材料至關重要。

主要參數：

準確度： Cx:±（讀數×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（讀數×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位有效數字；

*介電常數ε測試范圍：0-200；

*介電常數ε準確度：0.5%

*介質損耗tgδ測試范圍：不限，

*介質損耗tgδ分辨率：0.000001，電容、電感、電阻三種試品自動識別。

試驗電流范圍：5μA～5A；

*內施高壓：設定電壓范圍：0.5～10kV ；

 大輸出電流：200mA；

*升降壓方式：電壓隨意設置。比如5123V。

試驗頻率： 40-70Hz單頻隨意設置。比如48.7Hz.

頻率精度：±0.01Hz

外施高壓：接線時 大試驗電流5A，工頻或變頻40-70Hz

測量時間：約30s，與測量方式有關；

高壓電極直徑與表面積：￠98mm(75.43cm2)

測量電極直徑與表面積： ￠50 mm(19.63cm2)

陶瓷介質損耗角正切及介電常數測試儀：它由穩壓電源、高頻信號發生器、定位電壓表CBl、Q值電壓表CB2、寬頻低阻分壓器以及標準可調電容器等組成(圖2)。工作原理如下：高頻信導發生器的輸出信號，通過低阻抗耦合線圈將信號饋送至寬頻低阻抗分壓器。輸出信號幅度的調節是通過控制振蕩器的簾柵極電壓來實現。當調節定位電壓表CBl指在定位線上時，Ri兩端得到約l0mV的電壓(Vi)。當Vi調節在一定數值(10mV)后，可以使測量Vc的電壓表CB2直接以Q值刻度，即可直接的讀出Q值，而不必計算。另外，電路中采用寬頻低阻分壓器的原因是：如果直接測量Vi必須增加大量電子組件才能測量出高頻低電壓信號，成本較高。若使用寬頻低阻分壓器后則可用普通電壓表達到同樣的目的。

注意事項

(1) 電壓或頻率的劇烈波動常使電橋不能達到良好的平衡，所以測定時，電壓和頻率要求穩定，電壓變動不得大于1%，頻率變動不得大于0.5%。

(2) 電極與試樣的接觸情況，對tgδ的測試結果有很大影響，因此涂銀導電層電極要求接觸良好、均勻，而厚度合適。

(3) 試樣吸濕后，測得的tgδ值增大，影響測量精度，應當嚴格避免試樣吸潮。

(4) 在測量過程中，注意隨時電橋本體屏蔽的情況，當電橋真正達到平衡，“本體－屏蔽”開關置于任何一邊時，檢查計光帶均應 小，而無大變化。

  電源檢查

（1） 供電電壓范圍：100  ～ 120 Vac  或 198  ～ 242 Vac 。與后面板電源設置有關。

（2） 供電頻率范圍：47  ～ 63 Hz。

（3） 供電功率范圍：不小于 80 VA。

（4） 電源輸入相線 L、零線 N 、地線 E  應與本儀器電源插頭相同。

（5） 本儀器已經經過仔細設計以減少因 AC  電源端輸入帶來的雜波干擾，然而仍應盡量使其在低 噪聲的環境下使用，如果無法避免，請安裝電源濾波器。

 環境

（1） 請不要在多塵、多震動、 日光直射、有腐蝕氣體下使用。

（2） 儀器正常工作時應在溫度為 0℃~40℃ , 相對濕度≤75%環境下，因此請盡量在此條件下使 用儀器， 以保證測量的準確度。

（3） 本測試儀器后面板裝有散熱裝置以避免內部溫度上升，為了確保通風良好，切勿阻塞左右通 風孔，以使本儀器維持準確度。

（4） 本儀器已經經過仔細設計以減少因 AC  電源端輸入帶來的雜波干擾，然而仍應盡量使其在低 噪聲的環境下使用，如果無法避免，請安裝電源濾波器。

（5） 儀器長期不使用，請將其放在原始包裝箱或相似箱子中儲存在溫度為 5℃~40℃ , 相對濕度 不大于 85%RH  的通風室內，空氣中不應含有腐蝕測量儀的有害雜質，且應避免日光直射。

（6） 儀器特別是連接被測件的測試導線應遠離強電磁場，以免對測量產生干擾。

儀器的其他特性

（1） 功耗：消耗功率≤80VA。

（2） 外形尺寸（W*H*D）：400mm* 132mm*385mm；

（3） 重量：約 13kg；

通道號碼

高亮顯示為當前激活的通道。點測模式中同時可存在 8 個通道，每個通道可以設置不同的測量條件 （頻率、 電平、偏置等） 以及測量參數。可以通過點擊通道號碼按鈕來切換通道。

測量條件

區域內顯示了當前通道的測量條件，包括測量頻率、測量速度、測量電平、交流量程、直流偏置、 平均次數。這些變量可以在“測量設置 ”菜單中進行更改。點擊該區域內的控件，菜單區域會打開“測 量設置 ”菜單并自動導向被點擊的變量。

交直流監控

顯示了當前測量的交流/直流的電流與電壓監控數值。該監控模式可在“測量設置 ”菜單中進行變換， 點擊該區域，菜單區域會打開“測量設置 ”菜單。

菜單名

顯示了當前菜單的名稱，顯示在菜單頂部。

菜單

顯示了當前被打開的菜單。菜單中包含了不同類型的各項按鈕：普通按鈕、可編輯內容按鈕、選擇 按鈕等。按鈕右側有箭頭顯示意味著按下按鈕后會打開次級菜單；按鈕左側有黑色方塊意味著該按鈕當 前為被選中狀態。

時間顯示

顯示當前的系統日期和時間。

在電子工程領域的用途

1電路分析與設計

電子工程師依賴阻抗分析儀解決高頻電路設計的核心挑戰。傳統萬用表在測量電容器件時，

僅能獲取靜態電容值，而忽略等效串聯電阻(ESR)和介質損耗因子(D值)等動態參數。通過

掃頻阻抗測試，工程師可構建完整的電容器頻響曲線，精準定位諧振頻率點。例如在開關電源設

計中，輸出濾波電容的ESR值直接影響紋波電壓水平，使用阻抗分析儀可將ESR測量誤差控制在

5%以內，較傳統方法提升兩個數量級精度。

2.2 電子元件測試與表征

半導體制造業將阻抗分析作為晶圓測試的關鍵環節。對新型MOSFET器件的柵極電容

(Ciss/Coss/Crss)進行1MHz高頻測試時，常規LCR表因分布參數影響會產生15%以上的測量偏

差。而四端對技術的阻抗分析儀通過隔離測試端口，成功將誤差壓縮至0.8%以內。在磁性元件領

域，通過B-H曲線測試結合阻抗分析，可同步獲得電感飽和特性與鐵芯損耗，為高頻變壓器設計

提供關鍵參數支撐。

注意事項1、該儀器初始的包裝材料需小心保存，安裝需由本公司的專業技術人員進行操作。2、若儀器由于任何原因必須返修，必須將其裝入原紙箱中以防運輸途中損壞。3、在開機前，操作者要首先熟悉操作方法。