数字电桥数字电桥原理

如题所述

数字电桥是一种利用数字技术测量阻抗参数的精密仪器,它将传统的模拟信号处理方式转变为数字信号处理,实现了阻抗测量的现代化。1972年,世界上首个集成微处理器的数字电容电桥诞生,它融合了模拟电路、数字电路和计算机技术,为阻抗测量领域带来了革命性的突破。


数字电桥的主要测量对象包括交流电阻R、电感L的品质因数Q、电容C的损耗因数D,因此也被称为数字式LCR测量仪。测量频率范围通常从工频到约100千赫,其基本测量误差可达到0.02%,通常保持在0.1%的高水平。


数字电桥的工作原理通过电路图清晰可见,如图所示,DUT(被测件)的阻抗Zx与标准电阻器Rr一起作用。通过切换开关测量电压Ux和Ur,平衡式电桥的公式Zx = Ux/Ix = Rr * Ux/Ur得以应用。利用相敏检波器和模数转换器将测量数据转化为数字信号,计算机再进行复数运算,从而精确计算出阻抗的电阻和电抗值。


尽管名为数字电桥,但它已超越了传统电桥的框架,回归到基于欧姆定律的测量基础,即电流表和电压表的原理。这种技术广泛应用于计量测试领域,用于阻抗量具的校准和传递,以及一般部门中对阻抗元件的精确测量。很多数字电桥配备了标准接口,能自动根据测量精度对元件分档,还可与自动测试系统连接,实现生产线上的自动检验,提升生产过程的质量控制。


进入80年代中期,数字电桥的普遍误差已降到0.1%以下,且持续向着更高精度、更多功能、高速度、集成化和智能化发展,为阻抗测量技术带来了不断的进步和革新。


扩展资料

数字电桥的产品中多年元件测试的成熟经验,运用了本领域的最新测试技术。数字电桥可提供稳定的6位测试分辨率,50Hz-200kHz的频率范围、0.01V-2.0V可编程信号电平、30次/秒的测量速度、9级精细量程、恒定的30Ω或100Ω源内阻。

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