陶瓷电子元器件阻抗分析仪 陶瓷电子元器件阻抗分析仪 电源检查
（1） 供电电压范围：100 ～ 120 Vac 或 198 ～ 242 Vac 。与后面板电源设置有关。
（2） 供电频率范围：47 ～ 63 Hz。
（3） 供电功率范围：不小于 80 VA。
（4） 电源输入相线 L、零线 N 、地线 E 应与本仪器电源插头相同。
（5） 本仪器已经经过仔细设计以减少因 AC 电源端输入带来的杂波干扰，然而仍应尽量使其在低 噪声的环境下使用，如果无法避免，请安装电源滤波器。
阻抗分析仪是一种通过测量复数阻抗参数评估电子元器件、材料或生物组织性能的高精度仪器，广泛应用于电子、 、材料科学等领域?。
典型应用场景
电子元器件?：测试电容器、电感器、电阻器的阻抗特性?。
生物医学?：如HRA人体电阻抗评测分析仪用于健康检测?。
材料研究?：分析压电陶瓷、介电材料的频响特性?。
与LCR测试仪的区别
?频域能力?：阻抗分析仪支持扫频和图形化显示，而LCR测试仪仅固定频率测量?。
?精度?：两者接近，但阻抗分析仪在低频段精度更高?
什么是阻抗分析仪？
阻抗分析仪是一种电子测试仪器，用于测量元件、电路或材料在一系列交流 (AC) 信号作用下的复阻抗特性曲线。
阻抗以欧姆（Ω）为单位，由两种类型的交流电流对立面组成：电阻和电抗。
电抗是由材料、元件或电路的电感和电容引起的阻抗。虽然电阻与频率无关，但电感、电容以及电抗都会随频率变化。
因此，阻抗实际上是一种动态特性，因为其电抗随信号频率而变化。
环境
（1） 请不要在多尘、多震动、 日光直射、有腐蚀气体下使用。
（2） 仪器正常工作时应在温度为 0℃~40℃ , 相对湿度≤75%环境下，因此请尽量在此条件下使 用仪器， 以保证测量的准确度。
（3） 本测试仪器后面板装有散热装置以避免内部温度上升，为了确保通风良好，切勿阻塞左右通 风孔，以使本仪器维持准确度。
（4） 本仪器已经经过仔细设计以减少因 AC 电源端输入带来的杂波干扰，然而仍应尽量使其在低 噪声的环境下使用，如果无法避免，请安装电源滤波器。
（5） 仪器长期不使用，请将其放在原始包装箱或相似箱子中储存在温度为 5℃~40℃ , 相对湿度 不大于 85%RH 的通风室内，空气中不应含有腐蚀测量仪的有害杂质，且应避免日光直射。
（6） 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。
阻抗分析仪作为高精度测量仪器，其核心特性可归纳为以下方面：
1. 宽频率范围
覆盖从直流（DC）到射频（如120 MHz）甚至微波频段（部分型号达3GHz），支持低频电路、高频元件及材料介电特性的全频段分析。例如，支持20 Hz至120 MHz，而 可达110 MHz。
2. 高精度测量
采用自动平衡电桥技术和相敏检测算法，基本精度可达±0.08%，分辨率达10^-5（阻抗谱仪），可精准测量阻抗实部（R）、虚部（X）、相位角及等效电路参数（如Ls-Q、Cp-D）。
3. 多功能测试模式
扫描类型：支持线性/对数频率扫描、电压/电流偏置扫描及分段扫描。
分析功能：阻抗谱、导纳谱分析，并通过导纳圆图、对数曲线直观判断器件缺陷（如压电陶瓷分层）。
扩展能力：集成温控单元（-160℃~400℃），支持多环境条件测试。
4. 图形化与自动化
结果以图表（如导纳圆图、阻抗模值曲线）显示，便于快速定位问题。
支持软件编程实现自动化测试，兼容工业检测系统。
5. 抗干扰与可靠性
通过校准补偿（如端口扩展误差消除）和抗噪声设计，确保恶劣环境下稳定运行，部分型号内置40V直流偏置源。
典型应用场景
电子元件：电感、电容、压电陶瓷的阻抗特性评估。
材料科学：聚合物固化、陶瓷相变分析。
生物医学：细胞阻抗监测及微流控系统测试
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。
阻抗分析仪的多功能应用与工作原理解析
阻抗及相关参数，如介电常数，展现出与频率紧密相关的动态特性。这些特性对电压和电流水平以及温度、湿度和电磁场等环境因素的变化非常敏感。阻抗分析仪通过精确地测量和表征这种高度动态的量，为工程师提供了深入了解元件参数的宝贵工具。
虽然电阻通常被视为不利因素，因为它会导致发热、效率降低、元件磨损以及运行寿命缩短，但在复杂的电路系统中，电阻并非电流 面临的阻抗。特别是在处理如无线电应用中的复杂波形时，电感器和电容器会产生出另一种高度动态且复杂的阻抗。
阻抗分析仪正是专门用于探究电流流动总体阻抗的仪器。本文将深入探讨阻抗分析仪的作用、应用范围、工作原理以及使用方法。
主要参数：
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，
*介质损耗tgδ分辨率：0.000001，电容、电感、电阻三种试品自动识别。
试验电流范围：5μA～5A；
*内施高压：设定电压范围：0.5～10kV ；
测量时间：约30s，与测量方式有关；
高压电极直径与表面积：￠98mm(75.43cm2)
测量电极直径与表面积： ￠50 mm(19.63cm2)
电极材料：不锈钢1Cr13Ni9Ti
电极工作面：精面面磨
电极间距：不大于5 mm
电极加热功率： >2*500W
电极 高温度：180°
加热时间：30分钟
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
大输出电流：200mA；
*升降压方式：电压随意设置。比如5123V。
试验频率： 40-70Hz单频随意设置。比如48.7Hz.
频率精度：±0.01Hz
外施高压：接线时 大试验电流5A，工频或变频40-70Hz
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。
tg
式中：ω —电源角频率；
R —并联等效交流电阻；
C —并联等效交流电容器
凡是体积电阻率小的，其介电损耗就大。介质损耗对于用在高压装置、高频设备，特别是用在高压、高频等地方的材料和器件具有特别重要的意义，介质损耗过大，不仅降低整机的性能，甚至会造成绝缘材料的热击穿。
3、Q值：tgδ的倒数称为品质因素，或称Q值。Q值大，介电损失小，说明品质好。所以在选用电介质前，必须首先测定它们的ε和tgδ。而这两者的测定是分不开的。
通常测量材料介电常数和介质损耗角正切的方法有二种：交流电桥法和Q表测量法，其中Q表测量法在测量时由于操作与计算比较简便而广泛采用。本实验主要采用的是Q表测量法。
4、陶瓷介质损耗角正切及介电常数测试仪：它由稳压电源、高频信号发生器、定位电压表CBl、Q值电压表CB2、宽频低阻分压器以及标准可调电容器等组成(图2)。工作原理如下：高频信导发生器的输出信号，通过低阻抗耦合线圈将信号馈送至宽频低阻抗分压器。输出信号幅度的调节是通过控制振荡器的帘栅极电压来实现。当调节定位电压表CBl指在定位线上时，Ri两端得到约l0mV的电压(Vi)。当Vi调节在一定数值(10mV)后，可以使测量Vc的电压表CB2直接以Q值刻度，即可直接的读出Q值，而不必计算。另外，电路中采用宽频低阻分压器的原因是：如果直接测量Vi必须增加大量电子组件才能测量出高频低电压信号，成本较高。若使用宽频低阻分压器后则可用普通电压表达到同样的目的。
