阻抗測量的方法及阻抗分析儀的特點(diǎn)應(yīng)用分析

阻抗測量是對(duì)加在系統(tǒng)、電路或元件上的正弦電壓U和流過它們的電流I之比的測量。阻抗測量屬于電信基本參數(shù)測量的一種。

根據(jù)頻率和電路形式不同，阻抗分為集總參數(shù)阻抗和分布參數(shù)阻抗。

頻率較低時(shí)電路和元件的尺寸與波長相比十分小，電路可認(rèn)為是由單個(gè)電阻、電容及電感等集總參數(shù)元件所組成；隨著頻率的提髙，在高頻時(shí)，所有電路元件必須看作為均勻分布于電路各點(diǎn)，阻抗表現(xiàn)為分布參數(shù)阻抗。

集總參數(shù)阻抗的測量方法集總參數(shù)阻抗的測量方法有：伏安計(jì)法、電橋法以及諧振法等。

1、伏安計(jì)法即用電壓表測量被測阻抗上的電壓Ux，電流表測量流過它的電流Ix，則被測阻抗的模值 |Zx|=Ux/Ix。伏安計(jì)法測量阻抗的原理簡單、測量方便，但精度較低。

2、電橋法電橋法屬于一種比較法測量。測量的精度很高，有的交流電橋可用于幾百兆赫頻段內(nèi)測量。用于測量阻抗的電橋有：惠斯登（或四臂）電橋、差動(dòng)電橋等

3、諧振法根據(jù)調(diào)諧回路的諧振特性而建立的測量方法?？梢杂脕頊y量元件的各種參量如：R、L、C、Q等。工作頻率可達(dá)幾百兆赫。其缺點(diǎn)是精度不髙（2%～5%），但與替代法合并使用，可消除寄生參量影響，Q表是利用諧振法組成的專用儀器，是阻抗參數(shù)測量的重要儀器之一。

4、矢量阻抗法利用阻抗的定義Z=U/I，而直接測量復(fù)數(shù)電壓和復(fù)數(shù)電流之比給出阻抗，稱為矢量阻抗法。由此原理制成的儀表有自動(dòng)阻抗電橋和矢量阻抗表兩類。使用微處理器，可使阻抗測量精度較高、速度快以及功能多，為目前阻抗測量的發(fā)展重要方向。

阻抗分析儀能在阻抗范圍和寬頻率范圍進(jìn)行精確測量，它利用物體具有不同的導(dǎo)電作用，在物體表面加一固定的低電平電流時(shí)，通過阻抗計(jì)算出物體的各種器件、設(shè)備參數(shù)和性能優(yōu)劣。

阻抗分析儀的特點(diǎn)是：易用、指標(biāo)和圖形相結(jié)合、參數(shù)準(zhǔn)確、價(jià)格低廉、對(duì)生產(chǎn)的可指導(dǎo)性非常強(qiáng)等。對(duì)壓電器件的進(jìn)行阻抗測量是正確使用器件的前提條件。

對(duì)于壓電器件，通過阻抗分析儀可以得到其主要參數(shù)，包括：諧振頻率Fs、反諧振頻率Fp、半功率點(diǎn)F1與F2、最大導(dǎo)納Gmax、靜電容C0、動(dòng)態(tài)電抗R1、動(dòng)態(tài)電容C1、動(dòng)態(tài)電感L1、自由電容CT、自由介電常數(shù)、機(jī)械品質(zhì)因素Qm、機(jī)電耦合系數(shù)Keff、Kp、K31、K33等，并可以繪制壓電器件的五種特性曲線（導(dǎo)納特性圖、阻抗特性圖、導(dǎo)納極坐標(biāo)圖、阻抗極坐標(biāo)圖、對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖）。

阻抗分析儀主要適用對(duì)象為各類超聲器件阻抗特性的測量，包括：壓電陶瓷、換能器、超聲清洗機(jī)、超聲塑焊機(jī)、水聲、磁致伸縮材料、超聲粉碎機(jī)、超聲霧化、超聲潔牙、、超聲測距、超聲乳化、超聲除垢、超聲馬達(dá)等等所有使用超聲的設(shè)備。

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