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E4980AL LCR電橋變壓器低頻線圈測試應(yīng)用指南

日期：2016-11-21瀏覽：5556次

是德科技KEYSIGHT安捷倫E4980AL LCR電橋變壓器低頻線圈測試應(yīng)用指南

變壓器和低頻線圈可應(yīng)用在電源、數(shù)字網(wǎng)絡(luò) (例如 ADSL)及各種通信儀器中，用以提高 (或降低)交流電壓、進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換或者濾波。盡管變壓器產(chǎn)量在逐年增加，但由于在測試不同變壓器參數(shù)時(shí)需要使用多個(gè)測量儀器和設(shè)置，質(zhì)量保證測試效率與生產(chǎn)測試效率并未得到大的改善。本應(yīng)用指南介紹了幾種使用KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋經(jīng)濟(jì)的變壓器參數(shù)測量解決方案。

簡介
變壓器/低頻線圈需要測量的主要參數(shù)包括自感、直流電阻、匝數(shù)比和繞組間的電容。傳統(tǒng)低成本 LCR 表在測量變壓器/低頻線圈時(shí)存在以下缺陷。
1. 傳統(tǒng) LCR 表無法測量初級(jí)和次級(jí)線圈的直流電阻。 (直流電阻測量要求使用獨(dú)立的測試儀，例如萬用表。 )
2. 傳統(tǒng) LCR 表無法測量作為變壓器主要參數(shù)之一的匝數(shù)比。
3. 許多低成本 LCR 表的測量頻率無法達(dá)到 100 kHz 的頻率，因而不能在 100 kHz頻率上測量變壓器的參數(shù)。
4. 測試信號(hào)電平是根據(jù)測量范圍自動(dòng)選擇的，用戶不能將其設(shè)定義在某個(gè) 特定電平上。
5. 由于測量速度偏低，低成本 LCR 表無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線總體測試效率的zui大化。
6. 測量初級(jí)和次級(jí)線圈參數(shù)時(shí)須改變變壓器與儀器 (測試夾具) 之間的連接，這會(huì)影響測量效率。

變壓器/低頻線圈測量當(dāng)前面臨的問題
1. 直流電阻測量能力
通過向被測件交替施加交流信號(hào)與直流信號(hào)，配有選件 001 (N/M/DCR測量能力)的KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋可以連續(xù)進(jìn)行自感和直流電阻 (Rdc)測量 (如圖 1所示)。 KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋的直流電阻測量范圍有 1 mΩ ~ 100 MΩ之寬，適用于測量變壓器線圈的小電阻，其zui低分辨率為 0.01 mΩ。 N/M/DCR測量功能無需使用獨(dú)立的萬用表及其他測量步驟，因而能夠提高測試效率。
2. 匝數(shù)比和互感測量能力
配有選件 001的KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋具有匝數(shù)比和互感測量能力。通過測量初級(jí)和次級(jí)線圈的電壓比，可獲得 0.9000 ~ 200.00范圍的匝數(shù)比 (N)測量值。圖 2 顯示了在 N 測量模式中的內(nèi)部電壓表和選擇器開關(guān) (4263B 的*功能) 配置。使用圖 3所示的變壓器連接可測量 1 μH ~ 100 H范圍內(nèi)的互感 (M)。根據(jù)圖中所示的等式 (V 2 = jωMI 1)，通過初級(jí)線圈的電流與次級(jí)電壓比的測量可得到互感值。通過互感測量值前面的加號(hào)/減號(hào)能夠獲知線圈方向 (同相或反相連接)。 M 測量和 N 測量的組合適用于測試以通用脈沖變壓器技術(shù)指標(biāo)為基礎(chǔ)的變壓器參數(shù)。
3. 測量頻率范圍寬
KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋覆蓋 100 Hz、 120 Hz、 1 kHz、 10 kHz 和 100 kHz 等 5 個(gè)測試頻率，這是在低頻范圍內(nèi)測量變壓器和 LCR 元器件的zui常用頻率。因此， 4263B 可以根據(jù) IEC 1007 和 JIS C 6435 標(biāo)準(zhǔn)在 1 kHz 上進(jìn)行變壓器參數(shù)測試。此外，測量開關(guān)模式電源所用的變壓器時(shí)， 4263B 可在 100 kHz (接近該變壓器的實(shí)際工作頻率) 上測量泄露電感和跨繞線電容。
4. 靈活設(shè)置并監(jiān)測測試信號(hào)的電平
可變測試信號(hào)電平設(shè)置 (20 mV ~ 1V rms， 5 mV rms 步進(jìn)) 和信號(hào)電平監(jiān)測功能允許您在測試信號(hào)電壓或電流條件下測試變壓器，并且在規(guī)定的測試信號(hào)條件中測量變壓器參數(shù)。因此，即使變壓器特性與測試信號(hào)電平相關(guān)， 4263B 也能夠得到一致的測量數(shù)據(jù)。

5. 高速測量
4263B 能夠執(zhí)行高速測量以提升測試效率。短積分時(shí)間模式下，即便zui低頻率為 100 Hz，測量時(shí)間也只有 25 ms。 4263B 還具有可以提升測試效率、可靠性和系統(tǒng)集成簡便性的以下特性:
內(nèi)置高/中/低功耗比較器
機(jī)械手接口
GPIB 接口
快速檢查被測器件連接狀態(tài)的功能 (≤ 5 ms)
觸發(fā)延遲功能 (在 0 ~ 9.999 秒之間可變)
非易失性存儲(chǔ)器可以保存/調(diào)用多達(dá) 10 種測量設(shè)置
圖3. 互感(M)測量
圖1. L- DCR測量
圖2. 匝數(shù)比(N)測量
6. Agilent 16060A 變壓器測試夾具
16060A 變壓器測試夾具能夠進(jìn)一步提高變壓器測量效率。 16060A 支持在不改變變壓器與測試夾具終端之間連接的情況下測量次級(jí)線圈的電感和直流電阻。通過手動(dòng)操作 16060A 的選擇器開關(guān)，您可以實(shí)現(xiàn)初級(jí)和次級(jí)線圈之間的快速切換。圖 4 的電路圖顯示了 16060A 如何簡化變壓器測量。圖 5 顯示了一個(gè)使用 16060A 和 4263B (配有選件 001) 的變壓器測量設(shè)置實(shí)例。
圖 4. 16060A 變壓器測試夾具原理圖
圖 5. 使用 16060A 測量變壓器
16060A 變壓器

Agilent KEYSIGHT是德E4980AL安捷倫LCR電橋可提供寬頻率范圍、靈活的測試信號(hào)與高測量速度。
安裝選件 001后，可以成為綜合的直流電阻、匝數(shù)比和互感測量解決方案。這個(gè)的測量解決方案能夠滿足您測量變壓器/低頻線圈的需求。

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