阻抗测量的方法及阻抗分析仪的特点应用分析

阻抗测量是对加在系统、电路或元件上的正弦电压U和流过它们的电流I之比的测量。阻抗测量属于电信基本参数测量的一种。

根据频率和电路形式不同，阻抗分为集总参数阻抗和分布参数阻抗。

频率较低时电路和元件的尺寸与波长相比十分小，电路可认为是由单个电阻、电容及电感等集总参数元件所组成；随着频率的提髙，在高频时，所有电路元件必须看作为均匀分布于电路各点，阻抗表现为分布参数阻抗。

集总参数阻抗的测量方法集总参数阻抗的测量方法有：伏安计法、电桥法以及谐振法等。

1、伏安计法即用电压表测量被测阻抗上的电压Ux，电流表测量流过它的电流Ix，则被测阻抗的模值 |Zx|=Ux/Ix。伏安计法测量阻抗的原理简单、测量方便，但精度较低。

2、电桥法电桥法属于一种比较法测量。测量的精度很高，有的交流电桥可用于几百兆赫频段内测量。用于测量阻抗的电桥有：惠斯登（或四臂）电桥、差动电桥等

3、谐振法根据调谐回路的谐振特性而建立的测量方法。可以用来测量元件的各种参量如：R、L、C、Q等。工作频率可达几百兆赫。其缺点是精度不髙（2%～5%），但与替代法合并使用，可消除寄生参量影响，Q表是利用谐振法组成的专用仪器，是阻抗参数测量的重要仪器之一。

4、矢量阻抗法利用阻抗的定义Z=U/I，而直接测量复数电压和复数电流之比给出阻抗，称为矢量阻抗法。由此原理制成的仪表有自动阻抗电桥和矢量阻抗表两类。使用微处理器，可使阻抗测量精度较高、速度快以及功能多，为目前阻抗测量的发展重要方向。

阻抗分析仪能在阻抗范围和宽频率范围进行精确测量，它利用物体具有不同的导电作用，在物体表面加一固定的低电平电流时，通过阻抗计算出物体的各种器件、设备参数和性能优劣。

阻抗分析仪的特点是：易用、指标和图形相结合、参数准确、价格低廉、对生产的可指导性非常强等。对压电器件的进行阻抗测量是正确使用器件的前提条件。

对于压电器件，通过阻抗分析仪可以得到其主要参数，包括：谐振频率Fs、反谐振频率Fp、半功率点F1与F2、最大导纳Gmax、静电容C0、动态电抗R1、动态电容C1、动态电感L1、自由电容CT、自由介电常数、机械品质因素Qm、机电耦合系数Keff、Kp、K31、K33等，并可以绘制压电器件的五种特性曲线（导纳特性图、阻抗特性图、导纳极坐标图、阻抗极坐标图、对数坐标图）。

阻抗分析仪主要适用对象为各类超声器件阻抗特性的测量，包括：压电陶瓷、换能器、超声清洗机、超声塑焊机、水声、磁致伸缩材料、超声粉碎机、超声雾化、超声洁牙、、超声测距、超声乳化、超声除垢、超声马达等等所有使用超声的设备。

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