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堅融實業(yè)技術培(péi)訓-電(diàn)感(gǎn)參數(shù)測試方(fāng)法

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堅融實(shí)業技術(shù)培訓-電(diàn)感參數(shù)測試(shì)方法(fǎ)

開關(guān)電(diàn)源(yuán)以(yǐ)及通信業(yè)的(dí)發展(zhǎn)對電(diàn)感器(qì)提(tí)出了高(gāo)頻(pín)特性和低損耗(hào)的要(yào)求，鑒於(yú)這(zhè)種(zhǒng)要求的(dí)提出，電感器(qì)的(dí)測試(shì)過(guò)程也轉向了(liǎo)更(gēng)高頻(pín)率的(dí)領域，產(chǎn)生了(liǎo)電感參數測試方(fāng)法(fǎ):
    描述一(yī)個電(diàn)感器有幾(jī)個參(cān)數，zui常(cháng)用的(dí)測量參數是電感(gǎn)值(zhí)（L）和品質因數(shù)（Q），此外(wài)直流(liú)電(diàn)阻（DCR）也(yě)是一個很(hěn)有用(yòng)的參(cān)數。
    電感(gǎn)器是一種(zhǒng)繞(rào)綫(xiàn)式的導(dǎo)體，是(shì)一(yī)種(zhǒng)在(zài)磁(cí)場(cháng)中儲存能量的(dí)器(qì)件(jiàn)（與(yǔ)此(cǐ)相(xiāng)對，電容(róng)是在電場中儲存能量(liáng)的器件）。電感器(qì)包(bāo)括有一個(gè)內(nèi)芯以及(jí)一組(zǔ)繞在(zài)內芯(xīn)上的(dí)繞(rào)組(zǔ)。由(yóu)於(yú)空氣可以(yǐ)看作是恒定不變(biàn)的(dí)，因此(cǐ)它(tā)是一(yī)種zui簡單(dān)的(dí)內芯材料，但是從實(shí)際效(xiào)率來(lái)看(kàn)，磁(cí)性材(cái)料(liào)如(rú)金屬鐵和(hé)鐵(tiě)氧體(tǐ)則更為(wéi)常用。電(diàn)感器的(dí)內(nèi)芯材(cái)料，內芯長度和繞(rào)綫匝數(shù)直(zhí)接影(yǐng)響(xiǎng)著電(diàn)感器的載流(liú)能(néng)力。
    串(chuàn)連方(fāng)式和並(bìng)聯(lián)方式(shì)都(dū)可(kě)用來進行電感(gǎn)值的(dí)測(cè)量(liáng)：對於大電感(gǎn)值的情(qíng)形(xíng)，給定頻(pín)率(shuài)下(xià)的電抗(kàng)相對(duì)大一些，所以並聯阻(zǔ)抗比串連阻抗更為顯著(zhù)，因(yīn)而應采用並聯(lián)等效電路來(lái)評測一(yī)個大電(diàn)感。相反(fǎn)，對於(yú)低(dī)電感(gǎn)值(zhí)的情形(xíng)，電抗值(zhí)較(jiào)小(xiǎo)，因(yīn)而串(chuàn)連阻(zǔ)抗(kàng)比並(bìng)聯(lián)阻(zǔ)抗更為(wéi)明顯，這樣(yàng)串(chuàn)連等(děng)效(xiào)電路(lù)是(shì)一(yī)個較好(hǎo)的測(cè)量(liáng)方式。對(duì)於(yú)非常小電感(gǎn)值(zhí)的(dí)情(qíng)況，頻(pín)率(shuài)越高測量精(jīng)度越好。

    實(shí)際電感(gǎn)值的測(cè)量
    電感(gǎn)值的大小是(shì)任(rèn)何一(yī)個(gè)綫(xiàn)圈的基本(běn)電(diàn)特(tè)性，它取決(jué)於綫(xiàn)圈繞(rào)綫的(dí)匝(zā)數(shù)，綫(xiàn)圈的(dí)直徑，綫(xiàn)圈(quān)的(dí)長(cháng)度(dù)以(yǐ)及(jí)內芯的特(tè)性。
     從定(dìng)義(yì)上(shàng)來看(kàn)，電(diàn)感值是整個磁通鏈(liàn)（∧）與(yǔ)流過(guò)電感(gǎn)或綫(xiàn)圈電(diàn)流（I）的比值。磁通(tōng)鏈(liàn)大小(xiǎo)取決於媒質（內(nèi)芯材料(liào)）磁導率（μ）的(dí)大小，也就(jiù)是說(shuō)電感值(zhí)大小與(yǔ)磁導率成正(zhèng)比。
磁導率(shuài)是描(miáo)述(shù)某種材料(liào)磁場特性的一(yī)種(zhǒng)度(dù)量參數，它(tā)反映了該材(cái)料能(néng)夠被(bèi)磁(cí)場穿透的(dí)程度(dù)，對鐵氧體介(jiè)質(zhì)而言(yán)，它(tā)不(bù)是一個常(cháng)數(shù)，它隨材料(liào)的組(zǔ)成(chéng)成分和磁通(tōng)量密度而變化：
    材(cái)料本(běn)身(shēn)不(bù)變化，可是(shì)磁通(tōng)量密度(dù)則(zé)依流過(guò)綫圈電流的(dí)不同而變化。
    電感器(qì)的內芯(xīn)材料(liào)，內(nèi)芯片度(dù)以及繞(rào)綫匝數直(zhí)接(jiē)影響著感(gǎn)器(qì)的(dí)載流(liú)能(néng)力。

  品質因(yīn)數(shù)
　　品(pǐn)質因數是電抗(kàng)與阻抗的比值，所(suǒ)以是一個無量(liáng)綱參(cān)數，它(tā)是衡量(liáng)一個電感(gǎn)有多(duō)'純(chún)'或有多'真'的參量(liáng)（也就(jiù)是(shì)說(shuō)，它反(fǎn)映(yìng)了電感(gǎn)器具(jù)有多(duō)少比(bǐ)例(lì)的(dí)純電抗(kàng)）。
    電(diàn)感(gǎn)的Q值(zhí)越(yuè)高，它的損耗(hào)就(jiù)越(yuè)小。耗(hào)散因(yīn)數（D）定義(yì)為1/Q，它反映(yìng)了元件(jiàn)的(dí)總(zǒng)損(sǔn)耗。綫圈的D受到(dào)銅(tóng)材料(liào)損耗(hào)，渦流損耗和(hé)磁滯損耗的共同(tóng)影(yǐng)響。

采用(yòng)直流偏(piān)置

為(wéi)了能(néng)測出(chū)電感值(zhí)的(dí)大小，電(diàn)感器必須在(zài)實際條件下進行測試(shì)，也就是說綫圈(quān)中(zhōng)應有(yǒu)電(diàn)流流過(guò)。標準的LCR測量儀用的是交流源(yuán)，電(diàn)流較小(xiǎo)，並不適(shì)合(hé)用(yòng)來(lái)測(cè)量電源(yuán)中使用的那(nà)類大(dà)電流電感器。
實(shí)際(jì)進行電感測(cè)量時並不需(xū)要(yào)采(cǎi)用(yòng)交(jiāo)流大電流源，隻需要用(yòng)一個直流與交流(liú)的復(fù)合(hé)源(yuán)就行(háng)了(liǎo)。直流(liú)偏(piān)置可以產生(shēng)一(yī)個使(shǐ)電感(gǎn)偏離正常工(gōng)作狀態的(dí)測試(shì)條件(jiàn)，所(suǒ)以(yǐ)用普通(tōng)的LCR測量儀就可以(yǐ)進(jìn)行電(diàn)感測(cè)量。

直流電阻測量(liáng)
    測量綫圈繞綫的(dí)直流(liú)電(diàn)阻（DCR）或(huò)繞(rào)綫電阻值可(kě)以確(què)定繞(rào)綫綫(xiàn)徑是(shì)否合(hé)適(shì)，繞綫張力(lì)的大小(xiǎo)以(yǐ)及(jí)在加(jiā)工生產(chǎn)過(guò)程的(dí)連接方式(shì)。繞(rào)綫(xiàn)電抗的大小(xiǎo)與(yǔ)電(diàn)流(liú)變化的(dí)頻(pín)率(shuài)成(chéng)正比，這(zhè)就(jiù)是為(wéi)什麼(mó)要測量直流電阻而不(bù)是(shì)交流阻抗。在低頻(pín)條件(jiàn)下，繞綫的(dí)直(zhí)流電阻就相當於(yú)繞綫(xiàn)的(dí)銅芯(xīn)損耗(hào)，知(zhī)道(dào)了銅芯損(sǔn)耗(hào)的(dí)多(duō)少就可以更估(gū)計(jì)出(chū)被測(cè)元件的(dí)D值(zhí)。

    電壓(yā)變化
    由(yóu)於加(jiā)在(zài)電感器上(shàng)的電(diàn)壓隨(suí)阻抗(kàng)而變(biàn)化(huà)，而(ér)電感器(qì)的阻抗(kàng)又隨(suí)著電(diàn)流(liú)而(ér)變化。而一(yī)般的LCR測(cè)量(liáng)儀設計用於測(cè)量(liáng)容(róng)性和阻性元(yuán)件，當(dāng)用於(yú)測(cè)量電感元件時，可能會引起電感(gǎn)值偏差。這種偏差的產生是由(yóu)於加在電感(gǎn)器(qì)上的(dí)電壓(yā)不能保持(chí)恒定不變而引(yǐn)起的(dí)。采(cǎi)用電(diàn)壓電(diàn)平電(diàn)路(lù)可(kě)以監測(cè)電(diàn)感上電壓的變化，因而去連續(xù)調(tiáo)節(jié)可編程(chéng)電(diàn)壓源。

恒定不(bù)變的(dí)電源(yuán)
     如(rú)果流(liú)過(guò)電(diàn)感器的電(diàn)流(liú)不能(néng)保(bǎo)持(chí)恒(héng)定不(bù)變(biàn)，那麼被測電感(gǎn)器的(dí)電(diàn)感(gǎn)值也(yě)會(huì)變化(huà)，變(biàn)化(huà)值(zhí)的大小通常是LCR測(cè)量儀開(kāi)路(lù)可(kě)編(biān)程(chéng)測試電(diàn)壓的(dí)函(hán)數。
     LCR測量(liáng)儀中的可編程電壓是在(zài)開路(lù)條件下得到的，當測量(liáng)儀內阻(zǔ)（RS）與(yǔ)交(jiāo)流(liú)輸(shū)出串連(lián)起來時(shí)，通過內阻(zǔ)後電壓會有所下(xià)降(jiàng)。當(dāng)被(bèi)測試元(yuán)件連到測量(liáng)儀之(zhī)後(hòu)，加(jiā)在(zài)被測元件上的電(diàn)壓(yā)大(dà)小取決於(yú)RS的大(dà)小和被測器件的(dí)阻抗(kàng)大(dà)小。測(cè)量儀的內阻一般(bān)在(zài)5Ω～100kΩ之間(jiān)。

     損(sǔn)耗總(zǒng)述
     銅芯損(sǔn)耗(hào)在低(dī)頻(pín)條件下相當(dāng)於繞綫的直(zhí)流電阻(zǔ)，它與(yǔ)電(diàn)流變化的頻(pín)率正好(hǎo)成反比，采(cǎi)用DCR測(cè)量方(fāng)法(fǎ)的電感分析儀可以(yǐ)測(cè)量銅(tóng)芯損耗。
    鐵(tiě)和(hé)銅(tóng)導體(tǐ)中的渦(wō)流損(sǔn)耗是因為流過銅芯(xīn)中的電(diàn)流轉化成熱量而形(xíng)成的(dí)，它(tā)與(yǔ)頻率成(chéng)正(zhèng)比(bǐ)。
    磁滯損(sǔn)耗的大(dà)小與(yǔ)滯後(hòu)回綫(xiàn)所(suǒ)包(bāo)圍麵(miàn)積的大小(xiǎo)成正比，與(yǔ)該回路(lù)被橫截的(dí)次(cì)數（頻率）也(yě)成(chéng)正比。它隨信號(hào)幅(fú)值而變(biàn)化（並(bìng)不直接(jiē)相(xiāng)關），隨頻(pín)率增加(jiā)而增加(jiā)。但是(shì)與信號幅值的數值關(guān)係(xì)並不很顯著(zhù)，已(yǐ)知(zhī)某個信(xìn)號電(diàn)平(píng)並(bìng)不(bù)能(néng)直接得到(dào)損(sǔn)耗大小。

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