數(shù)字電橋原理

更新時(shí)間：2025-12-23瀏覽：250次

數(shù)字電橋的測量對(duì)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。基本測量誤差為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(duì)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(duì)阻抗量具的檢定與傳遞，以及在一般部門中對(duì)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(duì)被測元件進(jìn)行自動(dòng)分檔；也可直接連接到自動(dòng)測試系統(tǒng)，用于元件生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品自動(dòng)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。

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