數(shù)字電橋

廣泛的測量對象

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。

多種元件、材料特性測量能力

多參數(shù)混合顯示功能

多參數(shù)同時顯示可滿足復(fù)雜元件各種分布參數(shù)的全面觀察與評估要求，而不必反復(fù)切換測量參數(shù)。

電感L和其直流電阻DCR可以同時測量顯示，顯著提高電感測量效率。

揭示電感器件的多種特性

使用內(nèi)部/外部直流偏置，結(jié)合各種掃描測試功能，可以精確地分析磁性材料、電感器件的性能。

通過偏置電流疊加測試功能，可以精確測量高頻電感器件、通訊變壓器，濾波器的小電流疊加性能。使用外部電流疊加裝置，可使偏置電流達(dá)40A以精確分析高功率、大電流電感器件。

精確的陶瓷電容測量

1kHz和1MHz是陶瓷材料和電容器的主要測試頻率。陶瓷電容器具有低損耗值的特征，同時其容量、損耗施加之交流信號會產(chǎn)生明顯的變化。

儀器具有寬頻測試能力并可提供良好的準(zhǔn)確度，六位分辨率和自動電平控制（ALC）功能等，中以滿足陶瓷材料和電容器可靠、準(zhǔn)確的測試需要。

液晶單元的電容特性測量

電容－電壓（C－Vac)特性是評價液晶材料性能的主要方法，常規(guī)儀器測量液晶單元的C－Vac特性遇到一個問題是最大測試電壓不夠。

使用擴(kuò)展測量選件可提供分辨率為1%及最高達(dá)20Vms的可編程測試信號電平，使它能在最佳條件下進(jìn)行液晶材料的電容特性測量。

半導(dǎo)體材料和元件的測量

進(jìn)行MOS型半導(dǎo)體制造工藝評價時，需要氧化層電容和襯底雜質(zhì)密度這些參數(shù)，這些可從C－Vdc特性的測量結(jié)果推導(dǎo)出來。

通過提供的直流源，結(jié)合各種掃描功能，可以方便地完成C-VDC特性的測量。

為了測試晶圓上的半導(dǎo)體器件，需要延伸電纜和探頭，儀器的1m/2m/4m延伸電纜選件可將電纜延伸的誤差降至最小。

各種二極管、三極管、MOS管的分布電容也是本儀器的測試內(nèi)容。

L：電感（為了紀(jì)念物理學(xué)家Heinrich Lenz），C：電容(Capacitor)，R：電阻(Resistance)，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(xí)慣的說法，最早的阻抗測量用的是真正的電橋方法，如圖1：

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。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、LCR Meter等等。

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?yàn)閿?shù)字式LCR測量儀。其測量用頻率自工頻到約100千赫?；緶y量誤差為0.02%，一般均在0.1%左右。

數(shù)字電橋原理如圖2所示。圖2中DUT為被測件，其阻抗用Zx表示，Rr為標(biāo)準(zhǔn)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：

Zx = Ux/Ix = Rr * Ux/Ur

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(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)數(shù)運(yùn)算，即可得到組成被測阻抗Zx的電阻值與電抗值。

從圖2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(shí)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。

數(shù)字電橋可用于計(jì)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(biāo)準(zhǔn)接口，可根據(jù)被測值的準(zhǔn)確度對被測元件進(jìn)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(yàn)，以實(shí)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(zhǔn)確度、更多功能、高速、集成化以及智能化程度方面發(fā)展。

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(jìn)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(jìn)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(dāng)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(dāng)?shù)奈恢蒙?，然后將支撐板懸置于軸向轉(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(zhǔn)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(jìn)行防護(hù)，但最好應(yīng)將充電電容經(jīng)適當(dāng)電阻放電后才進(jìn)行測量。

3．使用中注意讀數(shù)及測量條件顯示

⑴儀器的6位顯示不一定全部是有效顯示，在某些測量中測量數(shù)據(jù)的未尾值可能跳動較大，應(yīng)舍去這些跳動數(shù)值，讀取其穩(wěn)定值。

(2)一般使用自動量程進(jìn)行測量，以保證選擇到正確的量程，操作到手動方式可以觀察實(shí)際工作量程。應(yīng)用于同批同種測量元件的批量測試時，可以選擇量程鎖定模式工作。

(3)串－－并聯(lián)指示

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(zhǔn)確度。當(dāng)需要改動某一顯示方式以便提高基本準(zhǔn)確度時，電橋通過下標(biāo)s表示串聯(lián)，下標(biāo)p表示并聯(lián)。

(4)頻率提示

200μF～2000μF的電容，200H～2000H的電感，測量頻率在100Hz只能獲得基本準(zhǔn)確度。同樣，200pF～2nF的電容和200μH～2mH的電感，只有在1KHz測量頻率上才能獲得基本準(zhǔn)確度，因此獲得最佳測試性能，應(yīng)選擇最合適的測試頻率。

(5)測試電平顯示

高K陶瓷電容或高導(dǎo)磁磁性電感器等，對測試信號電平的大小較為敏感，不同的測試電平會產(chǎn)生相異的測量結(jié)果。同時，測試電平越低，測量穩(wěn)定性越差。

4． 建議采用的測量條件參考表

表 測量條件參考

元件名稱 測量頻率 串－－并聯(lián)

電容<1μF 1KHz 并聯(lián)

電容≥1μF(非電解電容) 100Hz 并聯(lián)

電容≥1μF（電解電容） 100Hz 串聯(lián)（SER）

電感<1H 1KHz 串聯(lián)（SER）

電感≥1H 100Hz 串聯(lián)（SHR）

電阻<10KΩ 100Hz 串聯(lián)（SHR）

電阻≥10KΩ 100Hz 并聯(lián)

當(dāng)電橋在100Hz和1KHz頻率上，能同時提供串聯(lián)和并聯(lián)等效元件值時建議：一定型號和數(shù)值的元件應(yīng)采用一定的方式進(jìn)行測量。這樣做是為了獲得既最適合于元件的結(jié)構(gòu)形式，又最適合于元件常用的工作方式的測量。如大容量的電解電容器，常作為電源波濾元件，測量時會發(fā)現(xiàn)，1KHZ頻率上的電容值明顯低于100Hz頻率上的電容值。這種現(xiàn)象是由于這類元件的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)諸因素所構(gòu)成。因此，電解電容在100Hz頻率上測量的電容值是最有用的，電解電容的損耗項(xiàng)通常在串聯(lián)等效電阻（ESR）上顯示，因此，應(yīng)該測量其串聯(lián)電容和串聯(lián)電阻值。

數(shù)字電橋(卷名：電工)

digital bridge

采用數(shù)字技術(shù)測量阻抗參數(shù)的電橋。數(shù)字技術(shù)是將傳統(tǒng)的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、傳遞和處理等。

1972年，國際上首次出現(xiàn)帶微處理器的數(shù)字電容電橋，它將模擬電路、數(shù)字電路與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，為阻抗測量儀器開辟了一條新路。

一、RT-5500高壓電纜外護(hù)套故障測試儀產(chǎn)品概況

RT-5500高壓電纜外護(hù)套故障定位系統(tǒng)是查找高壓電纜護(hù)層故障的專業(yè)設(shè)備。包含三部分：（1）RTZD-8數(shù)字電橋；（2）RT-2008護(hù)層故障定位電源；（3）RTK-1跨步電壓精確定點(diǎn)儀。能在故障電纜斷電情況下，對橋架、直埋、穿管等各種敷設(shè)方式下的電纜護(hù)層故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。RTZD-8數(shù)字電橋具備超強(qiáng)濾波功能，在現(xiàn)場存在很強(qiáng)電磁干擾、工頻感應(yīng)電壓超過100V時，也能準(zhǔn)確定位，直接顯示故障距離。同時，RT-2008護(hù)層故障定位電源也可用來進(jìn)行護(hù)層直流耐壓試驗(yàn)。應(yīng)用靈活、使用方便。

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附錄1行星式球磨機(jī)的簡要使用說明

附錄2硅鉬棒高溫電爐簡要操作說明

附錄3TH2828 LCR數(shù)字電橋簡易使用說明