请教电容器在宽温下测量高频阻抗参数时的注意事项

请教各位大侠测量电容器的宽温下(从低温逐步到高温)测量其高频阻抗参数(包括ESRandZ)时需要的注意事项。

我现在用的测量的仪器是Agilent的LCR测试仪,通过屏蔽线连接到电容器,按四线制连接(即正负极各结出2根线),但是测量到高频时(>10KHz),测出来的数据是不准确的。
特请各位大侠支招。先谢了。

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可靠性技术新手提问

见实验室费用几何

2010-7-28 13:00:09

可靠性技术可靠性试验

可靠性增长:电子防滑系统可靠性增长试验方法研究

2010-7-29 11:32:31

10 条回复 A文章作者 M管理员
  1. perrier

    我们使用的安捷伦阻抗分析仪在测试前需要对测试夹具进行自校准,而且如果线长在一米的话还要选择长线测量模式;不知道楼主的LCR测试仪是不是也需要进行类似操作;

  2. 夏亦初扬

    发贴辛苦,支持一下

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  3. 闲情

    四楼,五楼答得很专业.赞一个.
    想补充一点都难.

  4. yelai

    学习了

  5. 俱兴

    好像打了好多错别字上去!呵呵~不好意思,领会精神。

  6. 俱兴

    老范说的对,使用仪器确实是要注意这些问题,楼主可以参考。
    另外我补充点,首先你们用4284A测量的比对值应该是在室温下测的吧,要不也不用引这么长线去温箱了。据我所知铝电解电容的ESR是随温度变化的,而且大概100UF的电容的转折频率大概在10*4~10*5HZ左右,那么你们在10K左右测试时也就接近转折频率了。这个频率电容的电容值和寄生电感恰好谐振,那么整个电容的阻抗几乎就是ESR,而ESR是随温度变化的,一般是高温时低,低温时高,大概零下四十度的时候ESR在0~10欧姆之间,而到了85度ESR在10*-1~10*-2欧姆之间,这个中间至少差2个数量级了,这样你测量的结果偏差大自然可以理解。
    另外楼主提到在高频情况下,我们是否可以说每次测出的结果在减去线材本身的阻抗,即得出的结果是相对准确?
    这个肯定是不准确的,不能直接减,加入忽略引线阻抗因为高低温的变化的话,那么LCR测出的阻抗是由实部和虚部2个部分电抗构成的,理想电容器的电抗是虚部也就是容抗部分,ESR的电抗是实部,它们有个90度角的关系,那么LCR测出来的阻抗应该是这个复数的模。
    另外铝电解电容的ESR主要由3个部分组成,电极和引出端子的电阻、电解液的电阻、氧化膜介质的电阻。电解液电阻是铝电解电容的主要部分,而绝大部分电解液的电阻是随温度上升而减小的。其他两部分随温度变化的影响不明显。所以这个整体ESR的变化肯定不是线性的。所以其实在高低下测试出来的值跟常温下一定是不一样的,而且也不太可能根据常温的值去推算高低温的数据,如果要求不高的话,测出来什么值应该就是电容在这个温度下的实际参数。
    个人意见,供参考。

  7. fanweipin

    以下是FLUKE仪器的使用注意事项,安杰伦是否适用,我不知道,应该可以举一反三的!

    关于自动电阻电容电感测试仪使用的建议
    —仪器的自校零

    我们在用户的生产现场和操作过程中,用户反映在测试小值的电感和电容时,测量值有一些偏差,而且随着使用时间的推移,出现测量值慢慢增大的现象,我们在其电桥使用操作现场发现,有一些用户忽略了测试时关于排除对仪器的干扰,保证测试精度等方面的要求,因为PM6306自动测试仪,在用高频测试较小的电容或电感时,其灵敏度是很高,所以应尽量减少静电的干扰,如佩戴防静电电干扰的护腕;或者尽量减少自制夹具的分布阻抗来提高仪器的测试精度等,这些措施是非常必要的。
    一般性我们也建议用户在使用仪器测试前和测试过程中每隔4小时做一次校零的操作,始终保持仪器较高的测试精度。
    现以使用PM9541AKelvin四线测试夹具为例,仪器的校零步骤如下:
    1〕插入Kelvin四线测试夹具,接上电源,然后开机,仪器进入测试状态。
    2〕当以某一种固定不变的测试条件情况下(如在生产中一些固定的工位上,测试频率,电压等条件下不变〕,可以现将测试条件设置于机器内部。
    3〕按一次仪器前面板的ZEROTRIM键。
    4〕用面板上的旋钮选择TRIMI
    5〕再按一次ZEROTRIM键
    6〕液晶屏幕显示闪烁的“BUSYOct”时,2秒后变成“BUSYSct”,即提示将测试夹短接
    7〕短接两测试夹具
    8〕再按一次ZEROTRIM键,此时仪器自动校零到测试夹具的测试线顶端
    9〕几秒后,仪器短接校零成功,屏幕显示“PASS”,反之显示失败“FAIL”
    10〕再一次按下ZEROTRIM键,屏幕显示通过“BUSYOct”,提示将测试夹开路
    11〕将短接的测试夹开路
    12〕再按一次ZEROTRIM键
    13〕几秒后,仪器开路校零成功,屏幕显示通过“PASS”,反之显示失败“FAIL”
    14〕按一下AUTO键,进入自动测试状态
    如果测试条件需要不断的改变,可以选择全校零的操作,即仪器会自动将内部所有的工作点参数全部校准一次,校零的步骤如下:
    1〕插入测试夹具,接上电源,然后开机,仪器进入测试状态
    2〕当以某一种固定不变的测试条件情况下(如在生产中一些固定的工位上,测试频率,电压等条件下不变〕,可以现将测试条件设置于机器内部。
    3〕按一次仪器前面板的ZEROTRIM键。
    4〕用面板上的旋钮选择TRIMA
    5〕再按一次ZEROTRIM键
    6〕液晶屏幕显示闪烁的“BUSYOct”
    7〕将测试夹具开路
    8〕再按一次ZEROTRIM键,此时仪器自动校零到测试夹具的测试线顶端
    9〕仪器将有15秒的倒计时自动开路校零,然后屏幕显示闪烁的“BUSYSct”
    10〕将测试夹具短路
    11〕再按一次ZEROTRIM键
    12〕仪器将有15秒的倒计时自动短路校零
    13〕校零成功后,屏幕显示通过“PASS”,反之显示失败“FAIL”
    14〕按一下AUTO键,进入自动测试状态
    [color=red]注意事项:
    1〕当改变测试条件时,需要将新的测试条件设置到仪器内部,重新做一次校零操作。
    2〕当所处的测试环境温度与校零时的温度相差10°c时,请重新做一次校零操作。
    3〕用户自制的测试夹具应通过测试线与仪器连接成一体而做的一次短路和开路的校零。
    如果用户自制的测试夹具所做的短路,开路校零无法通过时,则表明自制夹具已经影响到仪器的零点,不能够保证仪器的测试精度0.1%,另用户注意仪器的电源接地性良好。

  8. geshwester

    我们做的是铝电解电容器。接的屏蔽线的总长是1米。判定的是否准确的结果也很简单,直接将电容器用4284A测,这个结果肯定是对的。然后将电容器接到屏蔽线上,在测数据,然后和4284A的结果比较一下,就知道结果是否正确了。
    我们也考虑在低温或高温情况下屏蔽线本身的性质会发生变化,所以准备考虑购买里面的铜线更粗的屏蔽线,以降低线材本身对试验结果的影响。
    不知这样是否有效,请各位大虾指教,另大家如果有更好的屏蔽线或其他的线材,还请赐教。

    另外在高频情况下,我们是否可以说每次测出的结果在减去线材本身的阻抗,即得出的结果是相对准确?

  9. 俱兴

    首先想请问楼主测试的什么电容?电解?薄膜?还是其他。容量是多少?然后请问你怎么判断他不准的呢?在不同的频率下电容的容抗、寄生电阻、损耗角因数都会发生改变的,而且楼主应该还接了很长的屏蔽线练到温箱里,有没有考虑屏蔽线的阻抗,在高频下,尤其是接近电容的转折频率的时候容抗本身已经很低了,那么外部引线的阻抗的干扰作用可能就会很大。而且在高低温的变化中,介质材料的性质也会发生变化。影响的因素很多的,就看楼主要考察那些问题了。

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