20Hz-2MHz导磁率LCR阻抗分析仪

20Hz-2MHz导磁率LCR阻抗分析仪 频率范围的重要性

阻抗分析仪的频率范围决定了其可以分析的频率段。在很多应用领域，如材料研究、电子器件测试等，阻抗特性会随频率变化而变化

。因此，一个宽广的频率范围能够提供更多维度的信息，有助于更全面地理解和评估被测对象。

频率范围通常用赫兹(Hz)来表示，并

可能包含从几十赫兹到几吉赫兹的跨度。不同设备的频率覆盖范围不同，用户需要根据实际应用场景

选择适当的阻抗分析仪。

20Hz-2MHz导磁率LCR阻抗分析仪

如何根据应用选择合适的频率范围

选择阻抗分析仪的频率范围时，首先需要了解被测材料或器件在哪些频率范围内具有重要意义的特

性。例如，在研究电容器时，低频下电

容器的介电损耗和高频下的等效串联电阻是两个关键的特性，因此需要一个能够覆盖这两个频

率段的设备。

例如，如果应用场景是半导体器件的测试，可能需要关注高频下的表现，因此应选择具有高频测量能力的阻抗分析仪。

对于一些生物医学

应用，低频到中频范围可能更有意义。

阻抗分析仪是一种电子测试设备，用于评估材料、器件或系统的电气特性，尤其在宽频率范围内。它能精确测量电阻、电容、

电感

等电气参数，及其随频率变化的行为。本文将详细探讨阻抗分析仪的工作原理、关键技术和广泛的应用领域。

1.阻抗概念及其在

交流电路中的表现

在深入探讨阻抗分析仪之前，我们首先需要了解阻抗的基本概念及其在交流电路中的表现。阻抗是交流电路中的一

种重要特性，它决定了

电路对电流流动的阻碍程度。阻抗的大小不仅受到电路元件a的电阻影响，还与电容和电感的特性有关。

阻抗

的基本理解

阻抗(lmpedance)是由电阻(Resistance)、电感(Inductance)和电容(Capacitance)的复合作用产生的，表示为Z，并且是

一个复

数，其一般形式为Z=R +jX。其中R是电阻分量，代表电路对电流的阻碍程度;X是电抗分量，由电感和电容所引起，电感产生的

电抗与

频率成正比，电容产生的电抗则与频率成反比。

阻抗在交流电路中的表现

在交流电路中，阻抗影响着电路的电流和电压之间的

相位差。当电路中只有电阻时，电流和电压的相位是相同的。然而，一旦加入电感或

电容元件，电流和电压之间就会产生相位差，即

电压可能会领先或落后电流90度。通过引入阻抗的复数形式，我们能更准确地分析交流电

路中电流和电压的相位关系。

阻抗分析的重

要性

掌握阻抗的分析方法对设计和调试电子电路至关重要。阻抗匹配确保信号传输的效率，避免信号反射和衰减，从而改善电路的整

体性

能。因此，阻抗分析仪在现代电子工程中扮演着不可或缺的角色，它为工程师们提供了一种有效工具来精确测量电路元件的阻抗特性。

电极压力：0~1.0Mpa连续可调

 大测量电压：2000V，50Hz

真空度 ：电极可抽真空至3*10-2 Mpa

输入电源：180V～270VAC，50Hz±1%，市电或发电机供电

*计算机接口：标准RS232接口，U盘插口(自动U盘存储数据)。

打印机：微型热敏打印机

环境温度：-10℃～50℃

相对湿度：<90%

准确度： Cx:±（读数×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（读数×0.5%+0.00005）；

电容量范围：内施高压：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；

外施高压：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

*分辨率： 高0.001pF，4位有效数字；

*介电常数ε测试范围：0-200；

*介电常数ε准确度：0.5%

*介质损耗tgδ测试范围：不限，

实验原理

按照物质电结构的观点，任何物质都是由不同的电荷构成，而在电介质中存在原子、分子和离子等。当固体电介质置于电场中后会显

示出一定的极性，这个过程称为极化。对不同的材料、温度和频率，各种极化过程的影响不同。

1、介电常数(ε)：某一电介质(如硅酸盐、高分子材料)组成的电容器在一定电压作用下所得到的电容量Cx与同样大小的介质为真空

的电容器的电容量Co之比值，被称为该电介质材料的相对介电常数。

式中：Cx —电容器两极板充满介质时的电容；

Cο —电容器两极板为真空时的电容；

ε —电容量增加的倍数，即相对介电常数

介电常数的大小表示该介质中空间电荷互相作用减弱的程度。作为高频绝缘材料，ε要小，特别是用于高压绝缘时。在制造高电容器

时，则要求ε要大，特别是小型电容器。

在绝缘技术中，特别是选择绝缘材料或介质贮能材料时，都需要考虑电介质的介电常数。此外，由于介电常数取决于极化，而极化又

取决于电介质的分子结构和分子运动的形式。所以，通过介电常数随电场强度、频率和温度变化规律的研究，还可以推断绝缘材料的

分子结构。

2．介电损耗(tgδ)：指电介质材料在外电场作用下发热而损耗的那部分能量。在直流电场作用下，介质没有周期性损耗，基本上是

稳态电流造成的损耗；在交流电场作用下，介质损耗除了稳态电流损耗外，还有各种交流损耗。由于电场的频繁转向，电介质中的损

耗要比直流电场作用时大许多(有时达到几千倍)，因此介质损耗通常是指交流损耗。

在工程中，常将介电损耗用介质损耗角正切tgδ来表示。tgδ是绝缘体的无效消耗的能量对有效输入的比例，它表示材料在一周期内

热功率损耗与贮存之比，是衡量材料损耗程度的物理量。

使用锁相放大器的原

理

2.2.1 锁相放大器的工作机制

锁相放大器(Lock-inAmplifier)是一种在阻抗分析中常使用的工具，其主要功能是提高信号检测的灵

敏度和选择性，尤其是在噪声环境

中提取微弱信号。

工作时，锁相放大器通过一个参考信号来同步输入信号，并且只响应与参考信号

同相位或具有特定相位差的信号成分。这样可以有效地从

噪声中分离出有用信号，提高测量的信噪比。

2.2.2 锁相放大器在阻抗测量中的应用

在阻抗分析仪中，锁相放大器通常被用于测量在特定频率下的阻抗值。由于其高灵敏度的特点

，锁相放大器特别适合于生物医学、材料科

学和微电子学中的阻抗分析。

当分析微弱的生物电信号或者是在低电导率材料的阻抗特性

时，锁相放大器可以提供准确而可靠的测量结果

环境条件如温度、湿度和电磁干扰也会对分析仪的阻抗测量产生显著影响。因此，在选择和使用分析仪时，必须充分考虑这些

动态因素。

温度：

电阻器、电感器和电容器大多与温度相关，其温度系数对阻抗行为至关重要。为确保准确测量，应在稳定的温度环境下进行， 佳选

择是受控的实验室条件。若需现场工作，应尽量避开温度急剧变化的环境。

湿度：

高湿度可能导致冷凝，进而影响元件和电路的电气性能。因此，使用除湿机等设备确保低湿度环境至关重要。

电磁干扰：

阻抗测量易受电磁干扰影响，特别是在涉及半导体或高频应用的敏感设备中。为确保测量准确性，应在屏蔽环境中进行，以隔绝外部

电磁场的影响。

阻抗分析仪在多个领域都有广泛应用。在电子电路设计与研发领域，工程师利用它测试电容、电感、电阻等元器件的性能参数，判断

其是否符合设计要求，优化电路设计；在材料科学领域，可用于测量材料的介电常数、磁导率等电学和磁学特性，帮助研究人员了解

材料的电学性能，开发新型电子材料；在生物医学工程领域，能通过测量生物组织的阻抗特性，辅助疾病诊断，如利用人体组织在健

康和患病状态下阻抗的差异，实现早期疾病筛查；在电池研究中，阻抗分析仪可以评估电池的内阻、充放电性能等，为电池的研发和

质量控制提供重要依据。

.阻抗分析仪的维护与保养

1 维护与保养的必要性

1.1 阻抗分析仪的日常维护要点

阻抗分析仪是一种高精度的电子测试设备，用

于测量和分析电路的阻抗参数。为了确保设备的精确度和延长使用寿命，日常维护显得尤为

重要。阻抗分析仪的日常维护应包括以下

几个要点:

1.保持环境的清洁与干燥:灰尘和湿气是电子设备的大敌。保持实验室和测试环境的清洁可以减少灰尘对设备内部敏感电子

元件的损

害。同时，保持环境的干燥可以预防因湿气导致的电路短路或元件腐蚀。

2.定期校准:为保证测试结果的准确性，应按照制

造商推荐的周期对阻抗分析仪进行校准。定期校准可以补偿设备老化和使用过程中

产生的微小偏差。

3.防震措施:在移动或运输阻抗

分析仪时，应采取防震措施，以防止内部精密组件受损。

4.正确的使用操作:使用阻抗分析仪前应仔细阅读用户手册，按照正确的程

序操作，避免因误操作造成的设备损坏。

5.存储环境:在不使用时，应将阻抗分析仪存放在适宜的环境中，避免极端温度或湿度。

6.1.2 预防性维护的实施策略

预防性维护是阻抗分析仪管理中的重要组成部分，以下是实施策略的几个关键点:

1.维护日程计划:制定

并遵循一个详细的维护日程计划，确保所有必要的维护操作及时执行。这包括定期检查、清洁、校准和软件更

新。

2.人员培训:确保操作人员和维护人员受到适当的培训，能够熟练地使用和维护设备。只有了解设备的工作原理和操作细节，才能更

好地进行预防性维护。

3.使用专用维护工具:使用指定的维护工具进行清洁和检查，避免使用可能损伤设备的通用工具。

4.维护记录:

详细记录每次维护的操作和结果，包括更换的部件和校准的数据。这些记录对于故障分析和设备性能评估非常有用。

5.环境监测:持

续监测设备的运行环境，确保环境变量(如温度、湿度等)始终处于设备规格的范围内。

6.软件更新:定期检查设备软件是否有更新，

及时安装软件补丁和更新，以防止安全漏洞和提升性能。

产品保修承诺：

1、免费送货到用户指定的地点，免费指导安装、培训及调试。

2、保修期内人为损坏的零部件按采购（加工）价格收费更换。

3、保修期外继续为用户提供优质技术服务，在接到用户维修邀请后3天内派工程师到达用户现场进行维修。并享有优惠购买零配件的待遇。

4、传感器过载及整机电路超压损坏不在保修范围内。

5、产品质保期：自安装正常使用日起一年；

6、软件升级：终生免费提供新版本控制软件。