[发明专利]一种宽频阻抗测量系统及宽频阻抗测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及交流电磁测量技术领域，具体地说，本发明涉及一种宽频阻抗测量系统及宽频阻抗测量方法。

背景技术

目前，国内外市场流行的交流阻抗分析仪的测量电路是将待测元件与已知阻抗的参比元件串联，并将二者的串联电路两端分别连接信号源极和信号漏极。众所周知，被测元件与参比元件之间的电桥(通常是屏蔽线或屏蔽盒内的连接线)与信号地之间实际上存在一定的电压，这样就会产生漏电流进而导致流经被测元件的电流与参比元件的电流不相等，造成测量误差。现有技术中一般通过运算放大器实现被测元件与参比元件之间电桥的“虚地”(如图1所示)，从而减少电桥与信号地之间的漏电流。然而在实际测量中，即使接入运算放大器，电桥的电位也很难一直维持理想的零电位，尤其在测量频率增大或被测元件与参比元件的阻抗相差较大的情况下，电桥上的电位可能更大程度偏离零电位，造成交流阻抗分析仪性能不稳定、测量误差增大等缺陷。

综上所述，当前迫切需要一种能够在测量频率范围较宽以及被测元件与参比元件的阻抗相差较大的情况下保持性能稳定、且测量误差小的宽频阻抗测量系统及宽频阻抗测量方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在测量频率范围较宽以及被测元件与参比元件的阻抗相差较大的情况下保持性能稳定、且测量误差小的宽频阻抗测量系统及宽频阻抗测量方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种宽频阻抗测量系统，包括：待测元件屏蔽盒和阻抗分析仪，待测元件屏蔽盒具有I₊、I_-、U₊、U_-接口，所述阻抗分析仪包括：交流信号发生器、参比元件和高速电压测量设备，所述待测元件屏蔽盒的I₊、I_-接口通过屏蔽线与阻抗分析仪连接，使得交流信号发生器、参比元件和待测元件形成串联回路，高速电压测量设备包括四个高速测量通道，分别连接待测元件屏蔽盒的U₊、U_-接口以及参比元件的两端，其中U₊、U_-接口为待测元件屏蔽盒内的元件两端电位的测量接口。

其中，所述高速电压测量设备包括高速采样设备和矢量电压测量设备。

其中，所述高速采样设备为高速数字示波器或其它高速模数采集设备。

其中，所述宽频阻抗测量系统还包括中央数据处理控制器，用于对交流信号发生器进行控制，以及根据所测出的四路电位U_r+、U_r-、U_x+、U_x-信号计算出待测元件的阻抗；其中U_r+、U_r-为参比元件两端的电位，U_x+、U_x-为待测元件两端的电位。

其中，所述宽频阻抗测量系统还包括数据输出设备，用于输出测量结果。

其中，所述交流信号发生器为双通道交流信号发生器，其中一个信号通道作为所述串联回路的信号源极，另一个信号通道作为所述串联回路的信号漏极。

本发明还提供了一种基于上述宽频阻抗测量系统的宽频阻抗测量方法，包括下列步骤：

1)将待测元件安装在待测元件屏蔽盒内；

2)在不同的频率下同步测量参比元件两端的电位U_r+与U_r-以及待测元件两端的电位U_x+与U_x-；

3)根据同步测量得出的电位U_r+、U_r-、U_x+、U_x-，以及已知的参比元件阻抗Z_ref、待测元件至参比元件电桥两端与信号地之间的阻抗Z_b1、Z_b2，计算出各频率下待测元件的阻抗Z_x；