阻抗测量

在低频、高频和超高频范围内，测量集总参数电路或元件中电压与电流的复数比（阻抗）或其倒数(导纳)。分布参数电路中的阻抗测量属于驻波与反射测量。阻抗测量包括复数阻抗、导纳与电感、电容、电阻、品质因数及损耗因数等实数参量的测量。属于同一被测对象的上述诸参量之间具有确定的换算关系，因而只要测出其中几项便可求出其他参量。

阻抗的计量单位欧姆的依据，是标准电阻器和电抗器，而电阻、电抗的基准则源于可计算电容。日常计量测试所有的电抗标准，大都采用各种固定的和可变的标准电容器，因为它们与标准电感器相比，具有较小的残余参量和较好的稳定性。

电桥法用交流电桥测量阻抗的原理与用直流惠斯登电桥测量电阻的原理相同。电桥电源 E用指定频率的正弦信号,平衡条件由四个桥臂的复数阻抗（图1）决定，即

调节已知臂中某两个元件，使指示器D示零,便可由平衡条件式求出未知臂的阻抗。

通用电桥内含固定频率 (例如1千赫)信号源和零指示器并可迅速改接成多种常用电路的电桥 (如用惠斯登电桥测电阻，用电阻比率电桥测电阻或电容，用电阻乘积电桥测电感,图2),俗称万用电桥或 RCL电桥。这类电桥常以固定的C0作为电抗标准，靠调节电阻R1和R0达到平衡,然后由R1读出CX或LX。

高频电桥当频率高于数十千赫时，交流电桥便会因桥臂残余参量和杂散电磁耦合而不能正常工作，须选择适当的电桥电路并仔细地加以屏蔽和接地。例如，图3a的变压器比臂电桥和图3b的双T电桥易于屏蔽,这是因为标准臂、未知臂和零指示器甚至信号源均能接地，它能工作到数十以至数百兆赫。双T电桥便于测量导纳,故又称导纳电桥。电桥法的优点是测量精确度较高；缺点是频带有限和操作困难。

谐振法利用回路的谐振现象是测量高频元件参量的主要方法。在图4的串联谐振回路(也可用并联回路)中，当调信号源u 的频率f 或调标准可变电容器C 使回路达到谐振时，有

电流I或电压U达到最大。如果已知f和C值，便可求出L值。在Q表中,通常使f取某些固定值,便可将C的度盘另一刻度直读L。由于标准电感不易得,谐振法测量电容通常采用标准电容替代法, 用Q表测量电阻等损耗参量(见品质因数测量)。

电压－电流法按照阻抗定义直接求取电压对电流之复数比,以求得阻抗值,又称复数伏安比法。通常用一个恒流源来提供固定的电流值。用电压表分别测出被测件和同类标准器上的端电压，即可求得被测的电阻、电容或电感值。如果仅用标准电阻器作为标准，则可求得被测件阻抗的绝对值|Z|(模值)。电压表上可直接以R、L、C 或│Z│来标定,这样就构成了直读式RLC表或阻抗表。如果把被测件和标准电阻上的端电压加到幅－相检测器（矢量电压表）的两个输入端，则可测得被测阻抗的模值和相角，这称为矢量阻抗表；或者得到被测阻抗的实数部分（电阻）和虚数部分（电抗），这就成为复数阻抗表。这类阻抗表是直读式仪器,使用十分方便,工作频率可达几十至几百兆赫。

参考书目

B.M.奥利弗、J.M.卡奇编，张伦等译：《电子测量和仪器》,科学出版社,北京,1978。(B.M.Oliver and J.M.Cage,Electronic Measurements and Instrumentation,McGraw-Hill,New York,1971.)

产品概述:

DF-910K变频大电流多功能接地阻抗测量系统由:DF910K变频接地阻抗测量仪，隔离变压器，和导通测量仪及其他附件组成。主要功能:精确测量接地阻抗、接地电阻，接地电抗，导通电阻和土壤电阻率。该系统采用当前最先进的数字滤波选频测量技术，具有超强的抗干扰能力，彻底消除了由工频感应、零序电流、谐波和杂散信号的干扰给测量带来的误差;输出纯正弦波大功率信号做为测试电源，输出功率达10KW，双点或多频点采集数据，特别适用于地网接地阻抗的测量。该系统测量数据精确稳定，抗干扰能力强，数据可重复性好,处于国内领先水平。

技术特点:

☆采用军用电子对抗数字滤波技术，抗干扰能力极强。(关键性能)

选频特性尖锐，通频带±0.5Hz。实测200V的干扰在±1Hz下测量引起的误差低于0.1mV,干扰抑制能力达到百万分之一以上,远胜于部分进口仪器百分之几的抗干扰能力,保证了测量精度，测量数据可重复。

☆可多点精确选频测试

由于采用了具有超强抗干扰能力的数字滤波技术，设备可采用与工频很接近的多点频率进行测量，如(47,49,51,53Hz等)。如采用与工频偏差较远的双点变频(如40，60Hz，30Hz，120Hz等),其测试结果与工频测试结果的等效性有待研究。

☆系统输出功率10KW，电压0-1000V，电流0-20A，对于测量各种大小地网可保证现场能产生足够的测试电流。

我们知道，回路电流等于电压除以电阻。为了保证产生足够的电流，设备必须能提供足够高的电压和功率。如设备额定输出为5A，100V，总功率500W，在大多现场测量时是远远达不到5A电流值的，有时甚至只能产生数百毫安电流。对于大型地网强干扰的环境下，这样小的测试电流根本无法保证测量的准确性。本设备输出电压高(1000V)，功率大(10KW)，可保证现场产生足够的电流，保证测量结果的准确性和可重复性。

☆功能多，可测量接地阻抗，接地电阻，电抗，土壤电阻率。

☆系统自动转换量程。采用高级增益编程放大技术，保证了在高低量程范围的测量精度，无需手动换挡，简单方便。

☆各量程可分别进行校准，保证了精度。

☆高稳定度的变频源，纯正弦波输出，保证了测试结果的等效性，并有过压、过流和过热等保护功能。

☆大屏幕显示测试数据，傻瓜式操作。

☆可保存2000组以上数据，与计算机联机上传数据，方便分析处理

系统参数:

电源电压:AC220V或380V，50Hz

输出功率:标配10KW(5KW~20KW可选)

输出电压:标配0~400~800V(0~1000V可选)

测试输出电流:标配0~25A(0~60A可选)

频率调节范围:45~65Hz多频点可选

抗干扰能力:通频带±0.3Hz，衰减>80dB/Hz;

测量范围:0.001~1000Ω

分辩率:1mΩ

测量精度:1.0级

使用环境温度:-20℃~+50℃