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堅(jiān)融實(shí)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)-電感參數(shù)測(cè)試方法

日期：2012-07-22瀏覽：3511次

堅(jiān)融實(shí)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)-電感參數(shù)測(cè)試方法

開(kāi)關(guān)電源以及通信業(yè)的發(fā)展對(duì)電感器提出了高頻特性和低損耗的要求，鑒于這種要求的提出，電感器的測(cè)試過(guò)程也轉(zhuǎn)向了更高頻率的領(lǐng)域，產(chǎn)生了電感參數(shù)測(cè)試方法:
    描述一個(gè)電感器有幾個(gè)參數(shù)，zui常用的測(cè)量參數(shù)是電感值（L）和品質(zhì)因數(shù)（Q），此外直流電阻（DCR）也是一個(gè)很有用的參數(shù)。
    電感器是一種繞線(xiàn)式的導(dǎo)體，是一種在磁場(chǎng)中儲(chǔ)存能量的器件（與此相對(duì)，電容是在電場(chǎng)中儲(chǔ)存能量的器件）。電感器包括有一個(gè)內(nèi)芯以及一組繞在內(nèi)芯上的繞組。由于空氣可以看作是恒定不變的，因此它是一種zui簡(jiǎn)單的內(nèi)芯材料，但是從實(shí)際效率來(lái)看，磁性材料如金屬鐵和鐵氧體則更為常用。電感器的內(nèi)芯材料，內(nèi)芯長(zhǎng)度和繞線(xiàn)匝數(shù)直接影響著電感器的載流能力。
    串連方式和并聯(lián)方式都可用來(lái)進(jìn)行電感值的測(cè)量：對(duì)于大電感值的情形，給定頻率下的電抗相對(duì)大一些，所以并聯(lián)阻抗比串連阻抗更為顯著，因而應(yīng)采用并聯(lián)等效電路來(lái)評(píng)測(cè)一個(gè)大電感。相反，對(duì)于低電感值的情形，電抗值較小，因而串連阻抗比并聯(lián)阻抗更為明顯，這樣串連等效電路是一個(gè)較好的測(cè)量方式。對(duì)于非常小電感值的情況，頻率越高測(cè)量精度越好。

    實(shí)際電感值的測(cè)量
    電感值的大小是任何一個(gè)線(xiàn)圈的基本電特性，它取決于線(xiàn)圈繞線(xiàn)的匝數(shù)，線(xiàn)圈的直徑，線(xiàn)圈的長(zhǎng)度以及內(nèi)芯的特性。
     從定義上來(lái)看，電感值是整個(gè)磁通鏈（∧）與流過(guò)電感或線(xiàn)圈電流（I）的比值。磁通鏈大小取決于媒質(zhì)（內(nèi)芯材料）磁導(dǎo)率（μ）的大小，也就是說(shuō)電感值大小與磁導(dǎo)率成正比。
磁導(dǎo)率是描述某種材料磁場(chǎng)特性的一種度量參數(shù)，它反映了該材料能夠被磁場(chǎng)穿透的程度，對(duì)鐵氧體介質(zhì)而言，它不是一個(gè)常數(shù)，它隨材料的組成成分和磁通量密度而變化：
    材料本身不變化，可是磁通量密度則依流過(guò)線(xiàn)圈電流的不同而變化。
    電感器的內(nèi)芯材料，內(nèi)芯片度以及繞線(xiàn)匝數(shù)直接影響著感器的載流能力。

  品質(zhì)因數(shù)
　　品質(zhì)因數(shù)是電抗與阻抗的比值，所以是一個(gè)無(wú)量綱參數(shù)，它是衡量一個(gè)電感有多'純'或有多'真'的參量（也就是說(shuō)，它反映了電感器具有多少比例的純電抗）。
    電感的Q值越高，它的損耗就越小。耗散因數(shù)（D）定義為1/Q，它反映了元件的總損耗。線(xiàn)圈的D受到銅材料損耗、渦流損耗和磁滯損耗的共同影響。

采用直流偏置

為了能測(cè)出電感值的大小，電感器必須在實(shí)際條件下進(jìn)行測(cè)試，也就是說(shuō)線(xiàn)圈中應(yīng)有電流流過(guò)。標(biāo)準(zhǔn)的LCR測(cè)量?jī)x用的是交流源，電流較小，并不適合用來(lái)測(cè)量電源中使用的那類(lèi)大電流電感器。
實(shí)際進(jìn)行電感測(cè)量時(shí)并不需要采用交流大電流源，只需要用一個(gè)直流與交流的復(fù)合源就行了。直流偏置可以產(chǎn)生一個(gè)使電感偏離正常工作狀態(tài)的測(cè)試條件，所以用普通的LCR測(cè)量?jī)x就可以進(jìn)行電感測(cè)量。

直流電阻測(cè)量
    測(cè)量線(xiàn)圈繞線(xiàn)的直流電阻（DCR）或繞線(xiàn)電阻值可以確定繞線(xiàn)線(xiàn)徑是否合適、繞線(xiàn)張力的大小以及在加工生產(chǎn)過(guò)程的連接方式。繞線(xiàn)電抗的大小與電流變化的頻率成正比，這就是為什么要測(cè)量直流電阻而不是交流阻抗。在低頻條件下，繞線(xiàn)的直流電阻就相當(dāng)于繞線(xiàn)的銅芯損耗，知道了銅芯損耗的多少就可以更估計(jì)出被測(cè)元件的D值。

    電壓變化
    由于加在電感器上的電壓隨阻抗而變化，而電感器的阻抗又隨著電流而變化。而一般的LCR測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)用于測(cè)量容性和阻性元件，當(dāng)用于測(cè)量電感元件時(shí)，可能會(huì)引起電感值偏差。這種偏差的產(chǎn)生是由于加在電感器上的電壓不能保持恒定不變而引起的。采用電壓電平電路可以監(jiān)測(cè)電感上電壓的變化，因而去連續(xù)調(diào)節(jié)可編程電壓源。

恒定不變的電源
     如果流過(guò)電感器的電流不能保持恒定不變，那么被測(cè)電感器的電感值也會(huì)變化，變化值的大小通常是LCR測(cè)量?jī)x開(kāi)路可編程測(cè)試電壓的函數(shù)。
     LCR測(cè)量?jī)x中的可編程電壓是在開(kāi)路條件下得到的，當(dāng)測(cè)量?jī)x內(nèi)阻（RS）與交流輸出串連起來(lái)時(shí)，通過(guò)內(nèi)阻后電壓會(huì)有所下降。當(dāng)被測(cè)試元件連到測(cè)量?jī)x之后，加在被測(cè)元件上的電壓大小取決于RS的大小和被測(cè)器件的阻抗大小。測(cè)量?jī)x的內(nèi)阻一般在5Ω～100kΩ之間。

     損耗總述
     銅芯損耗在低頻條件下相當(dāng)于繞線(xiàn)的直流電阻，它與電流變化的頻率正好成反比，采用DCR測(cè)量方法的電感分析儀可以測(cè)量銅芯損耗。
    鐵和銅導(dǎo)體中的渦流損耗是因?yàn)榱鬟^(guò)銅芯中的電流轉(zhuǎn)化成熱量而形成的，它與頻率成正比。
    磁滯損耗的大小與滯后回線(xiàn)所包圍面積的大小成正比，與該回路被橫截的次數(shù)（頻率）也成正比。它隨信號(hào)幅值而變化（并不直接相關(guān)），隨頻率增加而增加。但是與信號(hào)幅值的數(shù)值關(guān)系并不很顯著，已知某個(gè)信號(hào)電平并不能直接得到損耗大小。

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