阻抗測(cè)量是對(duì)加在系統(tǒng)、電路或元件上的正弦電壓U和流過(guò)它們的電流I之比的測(cè)量。阻抗測(cè)量屬于電信基本參數(shù)測(cè)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(zhǎng)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(cè)量方法集總參數(shù)阻抗的測(cè)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(cè)量被測(cè)阻抗上的電壓Ux,電流表測(cè)量流過(guò)它的電流Ix,則被測(cè)阻抗的模值 |Zx|=Ux/Ix。伏安計(jì)法測(cè)量阻抗的原理簡(jiǎn)單、測(cè)量方便,但精度較低。
2、電橋法電橋法屬于一種比較法測(cè)量。測(cè)量的精度很高,有的交流電橋可用于幾百兆赫頻段內(nèi)測(cè)量。用于測(cè)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(cè)量方法??梢杂脕?lái)測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量精度較高、速度快以及功能多,為目前阻抗測(cè)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(cè)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(guò)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(cè)量是正確使用器件的前提條件。
對(duì)于壓電器件,通過(guò)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(cè)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(cè)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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