数字电桥元件的测量及常见故障 RXLCR

数字电桥元件的测量及常见故障

本章节描述了仪器的操作要领，列举了许多测试事例，并对常见的测试疑问和仪器故障进行了解答。详细地阅读本章内容有助于用户综合应用仪器的各项功能，系统地了解如何正确测量元器件，并能简单地排除一些测试中的疑问和故障。

3.1仪器开箱及测量

3．1．1注意事项

A． 仪器开箱后，数字电桥按照仪器装箱单，检查是否相符。

B． 在对仪器进行操作前，首先应详细阅读该本说明书，或在对本仪器熟悉的人员指导下进行操作，以减少不必要的疑问。

C． 本仪器使用AC220V±10%/50Hz±5%的电源进行操作，QJ44直流双臂电桥在打开电源之前应仔细检查电源线、地线是否接正确。

D． 直流高压发生器仪器应在技术指标规定的环境中工作，仪器特别是连接被测件的测试导线应远离强电磁场，以免对测量产生干扰。仪器打开电源，预热10分钟，直流高压发生器然后进行测试。

E． 仪器测试完毕或排除故障需打开仪器时，应关掉电源开关并拔下电源插头。

F． 仪器测试夹具或测试电缆应保持清洁，QJ23a直流单臂电桥以保证被测件接触良好，且夹具**调整至适当的松紧程度。

3．1．2常用元件测量

A． 选择所需的测量参数、等效形式、测量频率及测试信号电平等。

B． 连接合适的测量夹具或测试电缆，试验变压器若测量小电容、小电感、试验变压器小电阻*好先清零。

C． 将待测件连接于测试端，试验变压器即可从主副参数窗口中读出测量结果。注意：当被测元件的Q或D较大甚至接近于1时，串并联测量显示值将出现极大的偏差。以下以电容为例加以说明：有三只电容器其串联等效电容量均为Cs=0.1uF，而损耗分别为D1=0.0100、D2=0.1000、D3=1.0000，则根据公式Cp=Cs / (1+D2)，则并联等效电容为：

Cp1=0.09999uF、Cp2=0.09901uF、电桥仪器Cp3=0.05uF。由此可知，当D＜0.01时，Cs与Cp基本相同；而当D＞0.01时，Cs与Cp将有明显的区别，如D=0.1时Cs与Cp相差1%；而D=1时Cs与Cp相差了一倍。

D．在某些对信号大小敏感元件的检测时，如带磁芯的电感器、陶瓷电容器等，为对比相互间的一致性，则应在信号大致的情况下进行比较。这就不光要注意测试信号电平，还应注意仪器的信号源内阻。而仪器提供的电压电流显示为对比测量提供了方便。

3．1．3电感器的测量

　　电感器是由电线环绕一个磁芯所组成，其特性视使用的磁芯材料而定。要制作电感器，空气可以说是*简单的磁芯材料，但由于电感量与所用的磁导率成正比，空气磁导率较小，由于体积效率的关系，不利于制造电感器，通常使用磁性材料，如铁氧体、高导磁合金或纯铁体。综上所述，直流电阻测试仪电感器的测量结果随测试信号和测量频率的不同将有很大的变化。由于不同仪器的测试信号电流不同，直流电阻测试仪则使用不同测试仪器时可能会得到不同的测试结果，这主要取决于仪器的信号源输出电压和信号源内阻。

仪器提供三种测试电平，5个内阻，一个量程对应一个内阻。而在测试端HD处用户可自行调整信号源内阻以满足测试电流的要求，以达到仪器测试结果的一致性，在下图中可调节电阻Ra使测量结果一致后，将Ra更换为一个固定电阻。

信号源内阻调节示意图

当测量电感器施加一高测试信号电平时，在某些特定的频率上可能无法准确的测量。这是因为铁心材料的非线性，而导致测试信号电流的失真。为了降低铁心材料的非线性而引起的效应，应降低测试信号电平。

当金属材料与电感器靠得很近时，来自电感器的漏磁通会在此金属材料内产生涡流。产生涡流的大小与测量夹具的大小和形状有关，涡流大小不同，则测量结果也不同。而当要准确测量电感器时，应尽量使被测件远离金属件。

Q值测量的准确度。一般来说，采用V/I（电压/电流）法的LCR测量仪器的Q值测量准确度并不太高，尤其在测量高Q值时。仪器Q值是以计算来得到的，如Q=X/R=1/D，若Q值为100时，R值在器件阻抗所占比例较小，则R的细微变化将引起Q的较大变化，如R变化0.1%时，即D变化0.001，则Q将从100变化至91或111。

3.2被测件的正确连接

3．2．1带电电容器的冲击保护

　　若被测件为电容器时，尽管仪器具有专门设计的抗冲击电路，通过将被测电容与信号源测试部分相隔离及吸收回路，使得由于电容带电对仪器的破坏性大大降低。但从仪器的可靠性和**性角度来讲，应先将被测电容器的余电放干净，再进行测试。充有较高电压的电容器插入测试夹具后可能会损坏仪器。

3．2．2被测件的连接

　　仪器具有四个测试端（HD、LD、HS、LS），每个测试端均有屏蔽层与机壳相连，也可称之为五端测试。屏蔽地端的作用在于减小对地杂散电容的影响和降低电磁干扰。测量时HD、HS与LD、LS应在被元件上连接，形成完整的四端测量，以减小引线及连接点对测试结果的影响（尤其是损耗）。特别是在对低阻抗元件进行检测时，应将驱动端与检测端分开连接至元件的引线端以防止引线电阻加入被测阻抗。

换句话说，HD、HS与LD、LS不能连接后再与被测元件引线端相连接，否则将变成两端测量而增加测量误差。

在较高频率进行测量时应尽可能使用测试夹具，若由于条件所限，则仪器清零时测试线的状态应尽可能与测试时保持一致。无论使用仪器提供的测试夹具或开尔文测试电缆或者用户自制夹具，应满足以下几方面的要求：

A． 分布阻抗必须降致*小。

B． 接触电阻必须降致*小。应使测试端形成完整的四端测量。

C． 触点间必须可以短路和开路清零，以减少分布阻抗对测量的影响。

3．2．3量程保持的应用

　　在进行批量同规格的元件测试时，*好使用量程保持功能，不但能提高仪器的测量速度，还能减少在量程自动方式每次测试时因仪器的动作而引起的内部继电器的频繁切换，从而延长仪器的使用寿命。在量程保持时，若元件阻抗远超出该量程的测量范围时，所显示结果的准确度将大大降低，使用时务必注意。

3.3用户维护

3．3．1注意事项

本仪器维修需有一定经验的专门人员或在本公司工程师的指导下进行维修；维修时请不要擅自更换仪器内部用以控制频率和量程的标准器件，对上述部分改动后，仪器需重新校正，以免影响测试精度。

若需要拆开机壳进行维修时，应由合格的维修人员进行，更换元器件时应拔下电源插头，若仪器微机部分出现故障，一般请送回本公司或维修点进行维修，以免造成更大的损失。

3．3．2仪器性能检查

一般来说按动各功能键，仪器功能应能准确地改变状态，在直读状态且未连接被测时，正常的显示内容为：L、R、Z状态，主参数窗口应显示一较大的不定数值（单位为H或MΩ），甚至超出显示范围，使显示主窗口黑屏；而在C状态，主参数窗口应显示一较小的较稳定数值（单位为pF）；副参数窗口的D/Q值是一个不定的数值。这样就已经检查了仪器全部的工作电路，若要进一步验证仪器的性能，可以采用测试相关元器件或跟其它测量准确度更高的仪器进行比对测试的方法。但必须遵循以下几个原则：

A． 开机预热10分钟进行正确的短路、开路清零后观察；

B． 选择测量的元器件应是稳定的，尽量使用CB型、CBB型、CY型电容器。固定电感器和金属膜电阻。使用标准器更好，切忌使用电解、瓷介、纸介等类型电容器或普通的电感（特别是带铁芯的磁环线圈）、碳膜电阻等。

C． 采用不同仪器比对测试时，应保证两种仪器处于相同的测试状态（频率、电平、等效方式、相同的信号源内阻等）下，*好选用准确度更高的仪器进行更比。

D． 要结合被测元件的精度，相比较仪器的准确度以及本仪器的测量准确度加以综合考证。

3．3．3仪器故障分析

　　由于对仪器的功能不了解而导致的错误操作会给用户的测试带来许多不必要的疑问甚至可能损坏仪器。如错误的清零、采用不同的状态测试来比较不同仪器的测量结果、没有正确设置参数就抱怨分选不正确、不正确地使用了量程保持、没有打开开关就想获得讯响输出、对仪器的功能提示误以为数码管缺笔画等，这些问题只需详细阅读说明书即可得到解决。另外，用仪器直接测试带有高电压的电容可能会导致仪器的损坏。

3．3．3．1测试电缆或夹具性能判别

　　仪器一旦工作失常，首先应该检查测试电缆或测试夹具的好坏。变压器有载开关测试仪测试电缆或夹具因长期插拔元器件，会产生松弛或变形，属于易损件，应经常检查。若无法恢复正常状态，应重新购置新的附件矛以更换。可用万用表测电阻方法检测仪器附件好坏。

3．3．3．2数字电桥仪器的开箱检查

需要打开仪器进行检查时，首先应断开电源。在用万用表、示波器等检查信号波形时应接触在一点，切忌造成相临点的短路。在进行维护时应注意不要碰触带有220V强电的部件，防止电击。

A．数字电桥在断开电源的情况下，首先目测各内部印制板或部件是否有松动、高压开关动特性测试仪集成片与插座、接插件有无松脱或其它接触不好的现象，并予以排除。

B．目测是否有器件因烧坏而变色，并更换损坏的部件。

C数字电桥．目测是否有器件（真空度测试仪要是体积较大或较重的器件如：滤波电容、桥堆、稳压器、变压器、功率电阻、晶振等）是否因异常运输而致使引脚震断。

D．检查测试端的四根连接电缆的芯线和屏蔽地线是否焊接可靠。

E． 显示键盘板错误，常见的故障是相关连接电缆的松脱所致。

F． 数字电桥在通电检查前，变比测试仪首先应检查电源部分是否正常，电源部分有±8V和双＋5V。

G． 由于被测件带强电加于测试端，可能损伤加于测试端的保护电路和仪器的信号发生电路。变压器绕组变形测试仪*好检查测试端在电路板上的保护电路是否被击穿（测试端对地测电阻即可，若电阻小于1KΩ，则有器件损坏），若器件损坏就予以更换。

H．数字电桥 容量读数正常，损耗D明显增大，可能的问题是测试端接触**或夹具不清洁所致。

I．数字电桥 若副参数损耗D或品质因数Q不准确， 核相器则将参数选择为Z/D或Z/Q状态，插上被测器件，根据被测件阻抗值相对应的量程测量范围调节相应副参数调节电位器。核相器被测件*好选用主副参数都较稳定的器件。调节时不可过调，否则对主参数结果有一定影响。

若仪器出现其它故障，一般请送回维修点或本公司进行维修，数字电桥以免造成更大的损失。