Что такое измеритель LCR?

Что такое измеритель LCR?

Измеритель LCR — это устройство для измерения импеданса, где LCR — это символ для L (индуктивность), C (емкость) и R (сопротивление). Вместе эти три параметра называются импедансом, а измеритель LCR относится к измерительному прибору, который измеряет импеданс.

Значение LCR

Каждый компонент L, C и R имеет электрическую характеристику. Электрические компоненты, представляющие каждый из них, — это катушка, конденсатор и электрическое сопротивление.

Компонента L

Компонент L называется индуктивностью. Говорят, что он был назван L из-за начальной буквы закона Ленца, который является законом, касающимся электромагнитной индукции, но существуют различные теории. Единица измерения — Генри (Гн).

Когда ток, текущий через катушку, изменяется, он имеет свойство генерировать мощность в направлении, которое предотвращает изменение. Схема с высоким компонентом L будет нечувствительна к изменениям тока. Хотя он устойчив к крутым шумовым токам, при использовании в цепях переменного тока коэффициент мощности задерживается, что приводит к снижению эффективности.

Компонента C

Компонент C называется емкостью. Он получен из конденсатора. Компонент C указывает на способность хранить электрический заряд, который является источником электричества. Единица измерения — фарад (Ф).

Конденсатор играет противоположную катушке роль в цепи. Поэтому цепь с высоким компонентом C вызовет резкое изменение тока. В цепях переменного тока он повышает коэффициент мощности, но есть риск усиления шумовых токов. В цепях управления постоянного тока он играет роль усиления и сглаживания напряжения.

Компонента R

Компонент R называется сопротивлением. Он буквально означает электрическое сопротивление. Единица измерения — ом (Ω).

Когда электрическое сопротивление высокое, току трудно течь как в цепях переменного, так и постоянного тока. С другой стороны, максимальный ток во время пробоя также уменьшается.

Применение измерителей LCR

Измерители LCR часто используются в промышленной сфере при разработке и тестировании электронного оборудования. В частности, они используются для тестирования производительности силовых и электронных компонентов, таких как конденсаторы и катушки. В повседневной жизни измерители LCR используются в основном в медицинской сфере. Конкретным примером является прибор для измерения процентного содержания жира в организме. Измеряя импеданс человеческого тела, можно измерить процентное содержание жира в организме и содержание воды.

По вышеуказанным причинам измерители LCR также полезны в медицинских исследованиях; они не являются дорогими устройствами, как КТ или ЯМР, и имеют преимущество в том, что они недорогие и простые в установке.

Принцип измерителей LCR

Измерения импеданса с помощью измерителя LCR производятся путем подачи переменного тока на объект. Основной принцип заключается в подаче переменного напряжения, измерении тока и разности фаз и вычислении импеданса.

Измеритель LCR состоит из осциллятора, векторного вольтметра и преобразователя тока в напряжение в конфигурации, называемой автоматическим сбалансированным мостом. Это та же конфигурация, что и схема инвертирующего усилителя с использованием операционного усилителя. Расчет импеданса выполняется путем цифрового преобразования с использованием АЦП.

Наиболее важным компонентом измерителя LCR является векторный вольтметр, который использует принцип синхронного усилителя для генерации опорного сигнала, синхронизированного с входным сигналом, для обнаружения амплитуды и разности фаз.

Измеритель LCR на основе автоматического сбалансированного моста подходит для низкочастотных измерений, не превышающих 100 кГц; в диапазоне высоких частот, выше 100 кГц, становится существенным влияние импеданса самого компонента, называемого характеристическим сопротивлением.