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阻抗分析仪
阅读:10874时间:2010-11-20 15:56:33

  阻抗分析仪能在阻抗范围和宽频率范围进行精确测量,它利用物体具有不同的导电作用,在物体表面加一固定的低电平电流时,通过阻抗计算出物体的各种器件、设备参数和性能优劣。

原理

  阻抗分析仪可以测量和评定压电陶瓷片、压电换能器、超声波清洗机、超声波焊接机、超声波粉碎机、超声波加工设备等各种器件、设备的参数和性能优劣.

  1.  通过导纳圆图与电导曲线图进行判断,比较直观、实用.

  异常情况下,导纳圆与电导曲线如下图:

阻抗分析仪的原理图

  2.  参数、曲线和器件的关系

  对于换能器:导纳圆图不能出现寄生圆,谐振频率尽可能接近设计频率,动态阻抗要低,品质因素 Qm要接近设计要求,电容要与电路匹配.

  对于压电陶瓷片,可以直接从导纳圆图和对数坐标判断器件优劣,如果陶瓷片内部出现分层,或者出现裂纹,对数曲线将出现多峰,导纳圆图上出现多个寄生小圆.

  对于变幅杆的设计、加工和装配,是否合理或有缺陷,直接在导圆图上明显的可以看到.

  对于超声波焊接机的生产加工,利用导纳圆的结果分析焊接机的状态,通过参数和图形的分析,找到焊接机存在的问题.

  对于超声清洗机的生产和加工:振动子的选择要求其振动性能尽可能一致(带宽、品质因数、谐振频率、动态阻抗) .在导纳圆图上,尽可能没有寄生圆或在谐振点附近没有寄生圆.可以对换能器的制造、来料检验、粘结后的换能器、清洗机进行阻抗特性分析和测量.对清洗机的整机测量可以标定机器的谐振频率和静电容,以便匹配电源,可以分析其新的谐振点、注水后的阻抗、电容及整机的振动模态的特性.

特性

  1、基本精确度:0.05[%]

  2、频率精确度:±0.005[%]

  3、量测参数:Z, L, C, R, Q, D, Y, G, B, X

  4、输出:10mV to 1V rms, 200uA to 20mA rms

  5、显示格式:串/并联电路,或两极式

  6、图形分析模式:任选两种参数依频率及直流偏压源扫描

  7、电表模式:可当标准LCR电表使用

  8、待测:组件连接

  9、备有许多的可选附件以供不同的测试需要.

  10、消耗因素:±0.0005(1+D*D2)

  11、质量因素:±0.05[%](Q + 1/Q)

测量

  测量参数:|Z|、|Y|、θ、R、X、G、B、L、C、D、Q可提供12种参数组合

  测试频率:100Hz~40MHz(电缆长度:0m)

  振汇器电平:10mV~1Vrms(≤10MHz),10mV~0.5Vrms(>10MHz);(UNKNOWN端开路),3位分辨率

  直流偏置:0~±40V,10mV分辨率

  测量终端:4端对配置

  测量范围和分辨率

阻抗分析仪的测量参数

  测量参数 范围 分辩率

  基本测量精度:0.17[%]

  电平监视:1mV~1 Vrms,1μA~20mA

  增益—相位测量

  测量参数:Tch/Rch(dB,线性比值);Tch,Rch(V,dBm,dBv),θ(度,弧度);Tch=测量通道:Rch=参考通道,g=群延时

  10Hz~100MHz,1mHz分辨率

  孔径频率范围:(群延时测量)频率间隔的0.5[%]~100[%]

  振荡器电平:-65dBm~+15dBm,0.1dB分辨率

  测量范围:Tch/Rch:0~±120dB,0.001dB分辨率;Tch,Rch:-107dBm~-5dBm(0dB衰减器),-87dBm~+15dBm,(20dB衰减器);0.001dB,分辨率:θ:±180°(利用相位刻度扩展功能,可连续显示相位)0.01°分辨率;g:0.1ns~1s,0.1ns分辨率

  基本测量精度:Tch/Rch:0.1dB,0.5°;Tch,Rch:0.35dBm

  电平监视:监视参考通道和测试通道的输入电平,单位为dBm,dBV和V。

  利用4194A/B的阻抗测量

  下列技术指标适用于agilent4194A与agilent4194A/B联用的情况

  频率范围:10kHz~100MHz,1mHz分辨率

  振荡器电平:选件350:10mV~1.28Vrms;选件375:10mV~1.54Vrms

  直流偏置:内部:±40V,±20mA;外部:±150V,±500mA,max.25W

  测量范围:100mΩ~1MΩ

  基本测量精度:±1.5[%]~3[%](≥100kHz),±3[%]~6[%](<100kHz)

  电缆长度:Agilent4194A:1.5m,Agilent4194B:3m

应用

  阻抗分析仪主要适用对象为各类超声器件阻抗特性的测量,包括:压电陶瓷、换能器、超声清洗机、超声塑焊机、水声、磁致伸缩材料、超声粉碎机、超声雾化、超声洁牙、倒车雷达、超声测距、超声乳化、超声除垢、超声马达等等所有使用超声的设备。

  阻抗分析仪的特点是:易用、指标和图形相结合、参数准确、价格低廉、对生产的可指导性非常强等。

  对压电器件的进行阻抗测量是正确使用器件的前提条件。对于压电器件,通过阻抗分析仪可以得到其主要参数,包括:谐振频率Fs、反谐振频率Fp、半功率点F1与F2、导纳Gmax、静电容C0、动态电抗R1、动态电容C1、动态电感L1、自由电容CT、自由介电常数、机械品质因素Qm、机电耦合系数Keff、Kp、K31、K33等,并可以绘制压电器件的五种特性曲线(导纳特性图、阻抗特性图、导纳极坐标图、阻抗极坐标图、对数坐标图)。

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