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如何测量元器件在交流高压下的阻抗?——PSM 高压阻抗测量

发布时间: 2025-06-13 09:14:00 浏览数:
如何测量元器件在交流高压下的阻抗?——PSM 高压阻抗测量方案解析
 
一、行业痛点与解决方案
行业痛点我们知道市面上一般 LCR 表或是阻抗分析仪测量的激励交流电压最高为 2V 到 10V,但许多元器件需在交流高压工况下测试阻抗,低电压下的测量结果无法反映真实工作状态。

煤炭,矿物质,石油等行业,需要研究样件材料的阻抗值与品质的对应关系,或者阻抗与某一项物质含量的对应关系,由于这类物质阻抗较大,在小电压激励下电流很小,阻抗不一定能测量出来,或是误差大,则需要在高电压激励下测量这些物质的阻抗。

想要在高电压下测量阻抗值,用一般的 LCR 表/阻抗分析仪已经没有办法解决。因为这类表的输出一般是 4 线开尔文端子,很难外加放大器提高激励电压。

解决方案PSM 相位增益分析仪 + 功率放大器
通过PSM 系列仪器与外置放大器组合,突破传统设备电压限制,实现高压下的精准阻抗测量。

二、核心原理与接线示意图
测量原理:



其中 PSM3750 为阻抗测量仪器,放大器为电压放大,Zx 为测量样件, R 为分流器取样电阻。

通过测量 Vx,VR,和已知的 R,就可测量出 ZX,不需要人为计算,只需在仪器上将 R 电阻值填入,仪器可以根据测量需要直接读出,阻抗,电容,电感,损耗,Q 值等
 
根据测量电压/电流/频率等选取合适的放大器,就可实现交流高压下的阻抗测量,可以设置为实际工况下的电压/电流,频率,功率等。

测试接线图:


   
                                90Vrms(254Vpp)@100Hz                                     F 电容 100Hz~300Hz 扫描曲线 @90Vrms 恒压

   
            tanδ 即 D 损耗 100Hz~300Hz 扫描曲线@90Vrms 恒压                     F 电容和 Rs 100Hz~300Hz 扫描曲线@90Vrms 恒压

三、PSM 核心功能:恒压 / 恒流测试

TRIM 自动调节功能

恒压测量:锁定通道 1 电压(如 90Vrms),自动调整信号源输出。

恒流测量:锁定通道 2 电流,适用于感性元件或电流敏感型器件。

优势:无需手动调节,确保高压下测量稳定性。

、实测案例:90Vrms 高压下的电容测量
 
仪器:PSM3750 + WMA-300 放大器(±150Vpp,DC-5MHz)。

频率范围:100Hz~300Hz 扫频。

分流电阻:100kΩ(建议使用高精度无感电阻以降低误差)。

五、可通过软件可以获取屏幕和数据 

   

    

、PSM 系列仪器选型与放大器配置

PSM 系列相位增益分析仪:

型号 频率范围
PSM1700 10uHz〜1MHz
PSM1735 10uHz〜35MHz
PSM3750 10uHz〜50MHz

PSM 系列的主要功能:
  • ·FRA 频率响应分析
  • ·VVM/PAV 矢量电压表相角电压表 或相敏电压表
  • ·LCR 表/阻抗分析 (可选 LCR 有源探头 ,或者 IAI 阻抗分析套件)
  • · RMS 有效值电压表
  • · POWER 功率表 需要分流器支持
  • · HARM 谐波分析
  • · 函数信号发生器
  • · SCOPE 示波器(仅 PSM3750)
  • · EIS 电化学阻抗谱模式
  • · Piezo 压电器件模式

放大器:

型号 输出
LPA01 ±14Vpk,700mArms 1MHz
LPA400A ±400Vpk, 50mArms100kHz @ 800Vpk-pk 1MHz @ 80Vpk-pk
LPA400B ±180Vpk, 100mArms 200kHz@360Vpk-pk 1MHz @ 80Vpk-pk
LPA05A ±40Vpk, 3Arms 500kHz @ 80Vpk-pk  1MHz @ 40Vpk-pk
LPA05B ±18Vpk, 5Arms 1MHz
WMA-100 ±175VDC to 500kHz
WMA-300 ±150VDC to 5MHz
WMA-320 ±100V DC to 5MHz
280-75N-TS ±75 V / 684 A / 18 kW 全功率带宽 DC - 200 kHz 小信号带宽 500 kHz