阻抗測(cè)量

在低頻、高頻和超高頻范圍內(nèi)，測(cè)量集總參數(shù)電路或元件中電壓與電流的復(fù)數(shù)比（阻抗）或其倒數(shù)(導(dǎo)納)。分布參數(shù)電路中的阻抗測(cè)量屬于駐波與反射測(cè)量。阻抗測(cè)量包括復(fù)數(shù)阻抗、導(dǎo)納與電感、電容、電阻、品質(zhì)因數(shù)及損耗因數(shù)等實(shí)數(shù)參量的測(cè)量。屬于同一被測(cè)對(duì)象的上述諸參量之間具有確定的換算關(guān)系，因而只要測(cè)出其中幾項(xiàng)便可求出其他參量。

阻抗的計(jì)量單位歐姆的依據(jù)，是標(biāo)準(zhǔn)電阻器和電抗器，而電阻、電抗的基準(zhǔn)則源于可計(jì)算電容。日常計(jì)量測(cè)試所有的電抗標(biāo)準(zhǔn)，大都采用各種固定的和可變的標(biāo)準(zhǔn)電容器，因?yàn)樗鼈兣c標(biāo)準(zhǔn)電感器相比，具有較小的殘余參量和較好的穩(wěn)定性。

電橋法用交流電橋測(cè)量阻抗的原理與用直流惠斯登電橋測(cè)量電阻的原理相同。電橋電源 E用指定頻率的正弦信號(hào),平衡條件由四個(gè)橋臂的復(fù)數(shù)阻抗（圖1）決定，即

調(diào)節(jié)已知臂中某兩個(gè)元件，使指示器D示零,便可由平衡條件式求出未知臂的阻抗。

通用電橋內(nèi)含固定頻率 (例如1千赫)信號(hào)源和零指示器并可迅速改接成多種常用電路的電橋 (如用惠斯登電橋測(cè)電阻，用電阻比率電橋測(cè)電阻或電容，用電阻乘積電橋測(cè)電感,圖2),俗稱萬(wàn)用電橋或 RCL電橋。這類電橋常以固定的C0作為電抗標(biāo)準(zhǔn)，靠調(diào)節(jié)電阻R1和R0達(dá)到平衡,然后由R1讀出CX或LX。

高頻電橋當(dāng)頻率高于數(shù)十千赫時(shí)，交流電橋便會(huì)因橋臂殘余參量和雜散電磁耦合而不能正常工作，須選擇適當(dāng)?shù)碾姌螂娐凡⒆屑?xì)地加以屏蔽和接地。例如，圖3a的變壓器比臂電橋和圖3b的雙T電橋易于屏蔽,這是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)臂、未知臂和零指示器甚至信號(hào)源均能接地，它能工作到數(shù)十以至數(shù)百兆赫。雙T電橋便于測(cè)量導(dǎo)納,故又稱導(dǎo)納電橋。電橋法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精確度較高；缺點(diǎn)是頻帶有限和操作困難。

諧振法利用回路的諧振現(xiàn)象是測(cè)量高頻元件參量的主要方法。在圖4的串聯(lián)諧振回路(也可用并聯(lián)回路)中，當(dāng)調(diào)信號(hào)源u 的頻率f 或調(diào)標(biāo)準(zhǔn)可變電容器C 使回路達(dá)到諧振時(shí)，有

電流I或電壓U達(dá)到最大。如果已知f和C值，便可求出L值。在Q表中,通常使f取某些固定值,便可將C的度盤另一刻度直讀L。由于標(biāo)準(zhǔn)電感不易得,諧振法測(cè)量電容通常采用標(biāo)準(zhǔn)電容替代法, 用Q表測(cè)量電阻等損耗參量(見品質(zhì)因數(shù)測(cè)量)。

電壓－電流法按照阻抗定義直接求取電壓對(duì)電流之復(fù)數(shù)比,以求得阻抗值,又稱復(fù)數(shù)伏安比法。通常用一個(gè)恒流源來(lái)提供固定的電流值。用電壓表分別測(cè)出被測(cè)件和同類標(biāo)準(zhǔn)器上的端電壓，即可求得被測(cè)的電阻、電容或電感值。如果僅用標(biāo)準(zhǔn)電阻器作為標(biāo)準(zhǔn)，則可求得被測(cè)件阻抗的絕對(duì)值|Z|(模值)。電壓表上可直接以R、L、C 或│Z│來(lái)標(biāo)定,這樣就構(gòu)成了直讀式RLC表或阻抗表。如果把被測(cè)件和標(biāo)準(zhǔn)電阻上的端電壓加到幅－相檢測(cè)器（矢量電壓表）的兩個(gè)輸入端，則可測(cè)得被測(cè)阻抗的模值和相角，這稱為矢量阻抗表；或者得到被測(cè)阻抗的實(shí)數(shù)部分（電阻）和虛數(shù)部分（電抗），這就成為復(fù)數(shù)阻抗表。這類阻抗表是直讀式儀器,使用十分方便,工作頻率可達(dá)幾十至幾百兆赫。

參考書目

B.M.奧利弗、J.M.卡奇編，張倫等譯：《電子測(cè)量和儀器》,科學(xué)出版社,北京,1978。(B.M.Oliver and J.M.Cage,Electronic Measurements and Instrumentation,McGraw-Hill,New York,1971.)

產(chǎn)品概述:

DF-910K變頻大電流多功能接地阻抗測(cè)量系統(tǒng)由:DF910K變頻接地阻抗測(cè)量?jī)x，隔離變壓器，和導(dǎo)通測(cè)量?jī)x及其他附件組成。主要功能:精確測(cè)量接地阻抗、接地電阻，接地電抗，導(dǎo)通電阻和土壤電阻率。該系統(tǒng)采用當(dāng)前最先進(jìn)的數(shù)字濾波選頻測(cè)量技術(shù)，具有超強(qiáng)的抗干擾能力，徹底消除了由工頻感應(yīng)、零序電流、諧波和雜散信號(hào)的干擾給測(cè)量帶來(lái)的誤差;輸出純正弦波大功率信號(hào)做為測(cè)試電源，輸出功率達(dá)10KW，雙點(diǎn)或多頻點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，特別適用于地網(wǎng)接地阻抗的測(cè)量。該系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)精確穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)可重復(fù)性好,處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

技術(shù)特點(diǎn):

☆采用軍用電子對(duì)抗數(shù)字濾波技術(shù)，抗干擾能力極強(qiáng)。(關(guān)鍵性能)

選頻特性尖銳，通頻帶±0.5Hz。實(shí)測(cè)200V的干擾在±1Hz下測(cè)量引起的誤差低于0.1mV,干擾抑制能力達(dá)到百萬(wàn)分之一以上,遠(yuǎn)勝于部分進(jìn)口儀器百分之幾的抗干擾能力,保證了測(cè)量精度，測(cè)量數(shù)據(jù)可重復(fù)。

☆可多點(diǎn)精確選頻測(cè)試

由于采用了具有超強(qiáng)抗干擾能力的數(shù)字濾波技術(shù)，設(shè)備可采用與工頻很接近的多點(diǎn)頻率進(jìn)行測(cè)量，如(47,49,51,53Hz等)。如采用與工頻偏差較遠(yuǎn)的雙點(diǎn)變頻(如40，60Hz，30Hz，120Hz等),其測(cè)試結(jié)果與工頻測(cè)試結(jié)果的等效性有待研究。

☆系統(tǒng)輸出功率10KW，電壓0-1000V，電流0-20A，對(duì)于測(cè)量各種大小地網(wǎng)可保證現(xiàn)場(chǎng)能產(chǎn)生足夠的測(cè)試電流。

我們知道，回路電流等于電壓除以電阻。為了保證產(chǎn)生足夠的電流，設(shè)備必須能提供足夠高的電壓和功率。如設(shè)備額定輸出為5A，100V，總功率500W，在大多現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到5A電流值的，有時(shí)甚至只能產(chǎn)生數(shù)百毫安電流。對(duì)于大型地網(wǎng)強(qiáng)干擾的環(huán)境下，這樣小的測(cè)試電流根本無(wú)法保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。本設(shè)備輸出電壓高(1000V)，功率大(10KW)，可保證現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生足夠的電流，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

☆功能多，可測(cè)量接地阻抗，接地電阻，電抗，土壤電阻率。

☆系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程。采用高級(jí)增益編程放大技術(shù)，保證了在高低量程范圍的測(cè)量精度，無(wú)需手動(dòng)換擋，簡(jiǎn)單方便。

☆各量程可分別進(jìn)行校準(zhǔn)，保證了精度。

☆高穩(wěn)定度的變頻源，純正弦波輸出，保證了測(cè)試結(jié)果的等效性，并有過(guò)壓、過(guò)流和過(guò)熱等保護(hù)功能。

☆大屏幕顯示測(cè)試數(shù)據(jù)，傻瓜式操作。

☆可保存2000組以上數(shù)據(jù)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)上傳數(shù)據(jù)，方便分析處理

系統(tǒng)參數(shù):

電源電壓:AC220V或380V，50Hz

輸出功率:標(biāo)配10KW(5KW~20KW可選)

輸出電壓:標(biāo)配0~400~800V(0~1000V可選)

測(cè)試輸出電流:標(biāo)配0~25A(0~60A可選)

頻率調(diào)節(jié)范圍:45~65Hz多頻點(diǎn)可選

抗干擾能力:通頻帶±0.3Hz，衰減>80dB/Hz;

測(cè)量范圍:0.001~1000Ω

分辯率:1mΩ

測(cè)量精度:1.0級(jí)

使用環(huán)境溫度:-20℃~+50℃