WikiDer > Анализатор импеданса

Impedance analyzer

An анализатор импеданса это тип электронное испытательное оборудование используется для измерения сложных электрический импеданс как функция частоты испытаний.

Импеданс - важный параметр, используемый для характеристики электронные компоненты, электронные схемы, и материалы, используемые для изготовления компонентов. Анализ импеданса также можно использовать для характеристики материалов, демонстрирующих диэлектрические свойства, таких как биологические ткани, продукты питания или геологические образцы.

Анализаторы импеданса представлены в трех различных аппаратных реализациях, и вместе эти три реализации могут выполнять зондирование из сверхнизкая частота к сверхвысокая частота и может измерять импедансы от мкОм до ТОм.

Операция

Анализаторы импеданса - это класс приборов для измерения сложных электрический импеданс как функция частоты. Это включает в себя фазочувствительное измерение тока и Напряжение применяется к тестируемому устройству, в то время как частота измерения изменяется в ходе измерения. Основными характеристиками анализатора импеданса являются частотный диапазон, диапазон импеданса, абсолютная точность импеданса и точность фазового угла. Дополнительные характеристики включают возможность применять смещение напряжения и тока во время измерения, а также скорость измерения.[1].

Анализатор импеданса с компьютерным управлением, основанный на прямом режиме I-V, с присоединенным испытательным оборудованием.
Анализатор импеданса с компьютерным управлением, основанный на прямом режиме I-V, с присоединенным испытательным оборудованием.

Анализаторы импеданса обычно предлагают высокоточные измерения импеданса, например с базовой точностью до 0,05%,[2] и диапазон измерения частоты от мкГц до ГГц. Значения импеданса могут варьироваться в течение многих десятилетий от мкОм до ТОм, тогда как точность фазового угла находится в диапазоне 10 миллиградусов. Измеренные значения импеданса включают абсолютный импеданс, действительную и мнимую части измеренного импеданса и фазу между напряжением и током. Полученные из модели параметры импеданса, такие как проводимость, индуктивность и емкость, рассчитываются на основе модели схемы замены и впоследствии отображаются.

LCR метры обеспечивают также функцию измерения импеданса, как правило, с аналогичной точностью, но с более низким диапазоном частот. Частота измерения измерителей LCR обычно фиксированная, а не свипируемая, и не может отображаться графически.

Коммерческие анализаторы импеданса имеют три различных аппаратных исполнения:
МетодДиапазон частотДиапазон импедансаБазовая точность
Direct I-V (постоянный ток-напряжение)[3]от мкГц до 50 МГцОт 10 мкОм до 100 ТОм0.05%
ABB (автобалансный мост)[2]От 20 Гц до 120 МГцОт 10 мОм до 100 МОм0.05%
RF-IV (радиочастотный ток-напряжение)[2]От 1 МГц до 3 ГГцОт 100 мОм до 100 кОм1%

Четвертая реализация, Векторный анализатор цепей (ВАЦ), можно рассматривать как отдельный инструмент. В отличие от анализаторов импеданса, ВАЦ также измеряют импеданс, но обычно на гораздо более высоких частотах и ​​с гораздо меньшей точностью по сравнению с анализаторами импеданса.[4]

Приложения

Анализаторы импеданса имеют широкий спектр применений, включая анализ материалов, определение характеристик устройств, тестирование компонентов и биоимпеданс.[2] Испытание импеданса солнечных фотоэлектрических панелей и их цепей является новым применением этого метода. Наука, лежащая в основе этого приложения, и разработка соответствующих инструментов была инициирована EmaZys который датская технологическая компания и производитель испытательного оборудования. Высокое напряжение, создаваемое солнечными панелями, побудило EmaZys разработать узкоспециализированные методики, которые можно использовать для записи данных импеданса даже при постоянном напряжении около 1000 вольт.

График реактивного сопротивления

Большинство анализаторов импеданса поставляются с диаграммой реактивного сопротивления.[5] который показывает значения реактивного сопротивления для емкостного реактивного сопротивления XC и индуктивное сопротивление XL для заданной частоты. Точность прибора отображается на диаграмме, чтобы пользователь мог быстро увидеть, какую точность он может ожидать для данной частоты и реактивного сопротивления.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Цюрихские инструменты Что делает анализатор импеданса отличным, по состоянию на 5 сентября 2018 г.
  2. ^ а б c d Keysight Technologies Справочник по измерению импеданса, по состоянию на 2 ноября 2016 г.
  3. ^ Думбрава, Витаутас и Свилайнис, Линас (2008) Анализ неопределенности метода измерения импеданса I-V, Измерения, п. 9–14
  4. ^ Масахиро Хорибе (2017) Сравнение производительности анализаторов импеданса и векторных анализаторов цепей для измерения импеданса на частотах ниже 100 МГц, 89-я конференция ARFTG по микроволновым измерениям
  5. ^ Гарольд А. Уиллер (1950) Таблица реактивного сопротивления, Труды I.R.E., п. 1392–1397