压电陶瓷阻抗分析仪压电陶瓷LCR分析仪

压电陶瓷阻抗分析仪

一、等效电路模型
压电陶瓷的阻抗特性可通过等效电路模型描述，其核心参数包括静态电容（( C_0 )）、等效电容（( C_1 )）、等效电感（( L )）和等效电阻（( R )）。在谐振频率附近，其阻抗表现为： 
串联谐振：阻抗z小，频率为 ( f_s = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} )，此时压电陶瓷作为高效发射体。 
并联谐振：阻抗z大，频率为 ( f_p = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC_1}} )，适用于接收器场景。 
二、测试方法
1.阻抗分析仪法 
通过施加交流电压信号，测量电流响应，计算阻抗值（含电阻和电抗分量），适用于宽频段测试。 
2.谐振法 
利用扫频技术定位谐振点（( f_s ) 和 ( f_p )），结合阻抗曲线分析机电耦合效率。 
3.传输线法 
高频段（如射频应用）通过反射/透射系数计算阻抗，需矢量网络分析仪支持。 
三、关键参数与频率响应
声阻抗：与材料密度和声速相关，需通过调整尺寸或成分优化匹配。 
频率依赖性：阻抗随频率变化显著，例如某压电陶瓷在46.29kHz时阻抗降至250Ω（谐振点）。 
温度稳定性：高温下钛酸铅陶瓷（如PbTiO?）阻抗稳定性优于PZT，适合高温应用。 
四、应用与优化
传感器设计：通过阻抗匹配提升能量转换效率，如医疗超声换能器需高频低阻抗特性。 
材料选择：锆钛酸铅（PZT）介电常数高，而钛酸铅（PbTiO?）耐高温但介电常数低。 
五、测试注意事项
电极接触：确保样品与电极间无虚接，避免接触电阻干扰。 
环境控制：温度波动可能影响谐振频率，需恒温条件。 

通过上述分析，可系统评估压电陶瓷的阻抗特性，指导其在换能器、滤波器等领域的应用优化。

概述GDAT-S是具有多种功能和更高测试频率的新型阻抗分析仪，体积小，紧凑便携，便于上架使用。本系列仪器基本精度为0.05%，测试频率87高1MHz及10mHz的分辨率，4.3寸的CD屏幕配合中英文操作界面，操作方便简洁。集成了变压器测试功能、平衡测试功能,提高了测试效率。仪器提供了丰富的接口，能满足自动分选测试，数据传输和保存的各种要求。

介电常数介质损耗测试仪是一种用于测量介质材料介电常数和介质损耗的仪器。在电介质材料的应用中，介电常数和介质损耗是两个非常重要的参数，它们能够反映材料的介电性能和电性能。因此，介电常数介质损耗测试仪在材料科学、电子工程、通信工程等领域有着广泛的应用。

介电常数介质损耗测试仪的基本原理是通过测量电介质材料在交变电场下的响应来计算介电常数和介质损耗。在测试过程中，仪器会向电介质材料施加一个交变电场，并测量材料在该电场作用下的响应。通过分析这些响应，仪器可以计算出介电常数和介质损耗的值。

介电常数介质损耗测试仪的主要特点包括：

高精度测量：该仪器采用的测量技术和算法，能够实现高精度的介电常数和介质损耗测量。

自动化操作：该仪器具有自动化操作系统，用户可以通过简单的操作完成测试。

多功能化：该仪器不仅可以测量介电常数和介质损耗，还可以用于其他相关参数的测量。

可靠性高：该仪器采用稳定可靠的设计和材料，确保了测试结果的准确性和稳定性。

在材料科学领域，介电常数介质损耗测试仪主要用于研究材料的介电性能和电性能。通过该仪器的测试，研究人员可以深入了解材料的微观结构和介电性质之间的关系，为新材料的研发提供重要的实验依据。

在电子工程领域，介电常数介质损耗测试仪主要用于检测电子元件的性能。通过该仪器的测试，可以快速准确地评估电子元件的介电性能和电气性能，为电子产品的设计和生产提供重要的技术支持。

在通信工程领域，介电常数介质损耗测试仪主要用于研究无线通信设备的电磁波传播特性。通过该仪器的测试，可以深入了解电磁波在通信介质中的传播规律和衰减特性，为通信设备的优化设计提供重要的实验依据。

除了在材料科学、电子工程和通信工程等领域的应用外，介电常数介质损耗测试仪还可以应用于其他涉及电介质材料的领域，如电力工程、生物医学等。通过该仪器的测试，可以帮助相关领域的研究人员深入了解材料的介电性能和电性能，为相关领域的发展提供重要的技术支持。

总之，介电常数介质损耗测试仪是一种非常重要的实验仪器，广泛应用于多个领域。通过该仪器的测试，可以帮助研究人员深入了解材料的介电性能和电性能，为相关领域的发展提供重要的技术支持。随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，介电常数介质损耗测试仪将会在未来发挥更加重要的作用。

性能特点4.3寸F液晶显示中英文可选操作界面87高1MHz的测试频率，10mHz分辨率

平衡测试功能变压器参数测试功能87高测试速度:13m/次电压或电流的自动电平调整（AC）功能V、I 测试信号电平监视功能内部自带直流偏置源可外接大电流直流偏置源10点列表扫描测试功能30Ω、50Ω、100Ω可选内阻内建比较器，10档分选和计数功能内部文件存储和外部U盘文件保存测量数据可直接保存到U盘R232C、 UB 、AN、HANDR、GPIB、DCI接口

技术参数显示器:480×RGB×272，4.3寸F CD显示器。测试信号频率：20Hz—1MHz87小分辨率：10mHz，4位频率输入准确度：0.01%AC电平测试信号电压范围：10mV—2Vrm电压87小分辨率:100μV，3位输入准确度AC ON 10% x设定电压 + 2mVAC OFF 6% x设定电压 + 2mV测试信号电流范围：100μA—20mA电流87小分辨率：1μA，3位输入

准确度AC ON 10% x设定电流 + 20μAAC OFF 6% x设定电压 + 20μADC偏置电压源电压 / 电流范围：0V—±5V / 0mA—±50mA分辨率：0.5mV / 5μA电压准确度：1% x设定电压 + 5mVIO ON：用于电感、变压器加偏置测试AC源内阻IO ON：100ΩIO OFF：30Ω、50Ω、100Ω可选DCR源内阻：30Ω、50Ω、100Ω可选阻抗测试参数：|Z|, ||, C, , X, B, R, G, D, Q,θ, DCR, Vdc-Idc测试页面参数显示：一组主、副参数；10点列表扫描变压器测试参数：DCR1(初级，2端), DCR2（次级，2端），M（互感），N，1/N,Pha(相位), k(漏感)，(初、次级电容)，平衡测试.

基本测量准确度阻抗测试参数:0.05%N:0.1%校准条件预热时间：≥30分钟；环境温度：23±5oC；信号电压：0.3Vrm-1Vrm；清“0”：OPN、HOR后；测试电缆长度：0 m测量时间(≥10 kHz):快速: 13 m /次，中速: 67 m/次，慢速: 187 m/次，另加显示字符刷新时间CR参数显示范围| Z | , R ,X，DCR：0.00001Ω — 99.9999MΩ||,G,B：0.00001μ — 99.9999C：0.00001pF — 9.99999F：0.00001μH — 99.9999kHD：0.00001 — 9.99999Q：0.00001 — 99999.9θ(DG)：-179.999o — 179.999oθ(RAD)：-3.14159 — 3.14159Δ%：-999.999% — 999.999%等效电路：串联, 并联量程方式：自动, 保持触发方式：内部, 手动, 外部, 总线平均次数：1－256.

校准功能：开路, 短路全频、点频校准， 负载校准数学运算：直读, ΔAB, Δ%延时时间设定：0 -- 999, 87小分辨率100u比较器功能10档分选，BIN1～BIN9、NG、AUX档计数功能

PA、FAI前面板D显示.

列表扫描10点列表扫描可对频率、AC电压/电流、内/外DC偏置电压/电流进行扫描测试每扫描点可单独分选内部非易失性存储器：100组CRZ仪器设定文件，201次测试结果外部UB存储器GIF图像CRZ仪器设定文件测试数据UB存储器直接存储

接口I/O接口：HANDR，从仪器后面板输出串行通讯接口：UB、R232C并行通讯接口：GPIB接口（选件）网络接口：AN存储器接口：UB HO（前面板）偏置电流源控制接口DCI

使用DCI接口可控制外部直流偏流源，偏置电流87大可达120A。

选件，DCI与GPIB 只能2者选1通用技术参数工作温度, 湿度：0℃－40℃, ≤ 90%RH

电源电压：220V±20%，50Hz±2Hz功耗87大80VA体积(W×H×D)： 280 mm × 88 mm × 370 mm(无护套)，369 mm × 108 mm × 408 mm(带护套)。重量：约5kg

面板介绍GDA-前面板简介商标及型号：仪器商标及型号COP键：图片保存键，保存测试结果图片到UB 存储器。MA菜单键：按MA键，进入仪表测量功能相应的测试显示页面。UP菜单键：按UP键，进入仪表功能设置和相应的测试设置页面。

M菜单键：按M键，进入系统设置页面。

数值键：数值键用于向仪器输入数据。数值键由数字键0至9，小数点.和+/-键组成。

C键：退出键。←键：BACKPAC 键。按此键删除输入数值的87后一个数字。PA 指示灯：测试判断合格D 指示FAI 指示灯：测试判断不良D 指示R键：按R键,仅在变压器自动扫描时终止扫描，其他页面仪器不执行任何操作。

RIGGR键：当仪器触发方式设定为 MAN (手动)模式时，可按该键手动触发仪器。NR键：NR键用于终止数据输入，确认并保存输入行（CD 87下面一行）显示的数据。测试端（UNKNOWN）：四端测试端，用于连接四端测试夹具或测试电缆，对被测件进行测量。

电流激励(Hcur)；电压取样(Hpo)；电压取样低端(po)；电流激励低端(cur)。

机壳接地端：该接线端与仪器机壳相连。可以用于保护或屏蔽接地连接。光标键 (CUROR)：光标键用于在CD 显示页面的域和域之间移动光标。当光标移动到某一域，该域在液晶

显示屏上以加亮显示。

软键：六个软键可用于选择控制和参数，每个软键的左方都有相应的功能定义。软键定义随显示页面不同而改变。记录键 (OG)：此键在MA 界面插入U 盘后自动记录测试数据，于M 保存系统设置。

CD 液晶显示屏：800x480 彩色F CD 显示屏，显示测量结果，测量条件等。电源开关(POWR)：电源开关。DC BIA键：DC BIA键用于允许或禁止0-100mA/10V 直流偏置电源输出。按DC BIA键，DCV BIA

按键会被点亮，表示允许直流偏置输出；再次按DC BIA键，DC BIA 按键会熄灭，

表示禁止直流偏置输出。在有些无法加DC BIA 的非测试画面，按此键将无反应。

KOCK键：按KOCK键，KOCK按键会被点亮，表示当前面板按键功能被锁定；再次按KOCK键, KOCK按键会熄灭，表示解除键盘锁定状态。如果口令功能设置为“ON”，解除键盘锁定时需输入正确的口令，否则无法解除键盘锁定。当仪器受到R232 控制时KOCK按键会被点亮。再次按KOCK键, KOCK按键会熄灭，表示回到本地解除键盘锁定状态。

UB HO 接口：用于连接U 盘存储器,进行文件的保存与调用。DC OURC键：DC OURC键,此功能键预留，以便将来扩展使用。

GDA-后面板简介AN 接口：网络接口，实现网络系统的控制与通讯。UB DVIC 接口：UB 通讯接口，实现与电脑的联机通讯。

R232C 串行接口：串行通讯接口，实现与电脑的联机通讯。HANDR 接口：HD 接口，实现测试结果的分选输出。

I-488 接口(选购件)：GPIB 接口，实现与电脑的联机通讯。

机壳接地端：该接线端与仪器机壳相连。可以用于保护或屏蔽接地连接。

电源插座：用于输入交流电源。

开机插上三线电源插头，注意：应保持供电电压、频率等条件符合上述规定。电源输入相线、零线N、地线 应与本仪器电源插头上的相线，零线相同。打开电源，按下前面板上左下角电源开关，仪器开启，显示开机画面 。

显示区域定义GDA-用了65k 色的4.3 寸宽屏F 显示屏，显示屏显示的内容被划分成如下的四个显示区域显示页面区域：该区域指示当前页面的名称。软键区域：该区域被用于显示软键的功能定义。软键的定义随光标所在的域的位置不同而具有不同功能的定义。

测量结果/条件显示区域：该区域显示测试结果信息和当前的测试条件。助手显示区域：该区域用于显示系统提示信息。

按主菜单键后相应显示的页面MA 键CR测量功能时，用于进入元件测量显示页面。主要关于电容、电阻、电感、阻抗测量功能菜单的起始按键，这部分的功能页面有（使用“软键”选择下述页面功能，下同）：<测量显示><档号显示><档计数显示><列表扫描显示>

UP功能键此键用于进入元件测试各设置画面。这部分的功能页面有：<元件测试设置><用户校正>极限设置>列表设置>

M 键用于进入系统设置主页。主要关于系统设置、文件列表功能菜单的起始按键。这部分的功能页面有：系统设置>网络设置>默认设置>系统操作>

基本操作按UP键后，将显示<测量页面>，使用光标键(←→ ↑ ↓)将光标移到你想要的设置位。例如：“功能：R-X”,然后按软建使“功能：R-X”改为“功能：Cp-D”。

再按光标键↓，使光标至“频率：1.00000KHz”，如要改变频率值，可通过按数字键组，选定后再按“NR”键，完成测试频率的设置，也可使用软键完成频率的加减设置。用同样的方法可完成其它参数的设置。当一个数字键按下后，软键区域将显示可以使用的单位软键。你可以按单位软键或者NR键结束数据输入。当使用NR键结束数据输入时，数据单位为相应域参数的默认单位：Hz, V 或A。例如测试频率的默认单位为Hz。数值设置完成后，按“MA”键，进入测量显示页面。

用户校准操作相关测试夹具连接后，要进行“用户校准”调节，按菜单键UP, 按软键用户校正，进入<用户校正>页面。

<用户校正>页面的开路，短路和负载校正功能可用于消除分布电容，寄生阻抗和其它测量误差。提供两种校正方式。一种是采用插入法对所有频率点进行开路和短路校正。另外一种是对当前设定频率点进行开路，短路和负载校正。

开路校正GDA- 的开路校正功能能消除与被测元件相并联的杂散导纳（G, B）造成的误差。开路校正功能操作步开路校正包括采用插入计算法的全频开路校正和对所设定的2 个频率点进行的单频开路校正。执行下列操作步骤利用插入计算法对全频率进行开路校正。

移动光标至开路设定域，屏幕软键区显示下列软键。将测试夹具连接到仪器测试端。并调节夹具的二个电极的间距>8mm，没有连接到任何被测元件。

按软键 开路全频清零，将对所有频率点的开路导纳（电容和电感）进行测量。开路全频校正大约需要75 秒的时间。在开路全频校正过程中，显示下面软键。中止该软键可中止当前的开路校正测试操作。保留原来的开路校正数据不变。

按软键 DCR 开路，将进行直流电阻功能下开路电阻的测量。按软键 开 , 使开路校正有效，将在以后的测试过程中进行开路校正计算。如果频率1，频率2。设置为OFF, 开路校正计算采用插入法所计算出的当前频率的开路校正数据。如果频率1，频率2 设置为ON, 同时当前测试频率等于频率1，频率2， 则频率1，频率2 的开路校正数据将被用于开路校正的计算。

按软键 关 ，关闭开路校正功能。以后的测量过程中将不再进行开路校正的计算。短路校正

GDA- 的短路校正功能能消除与被测元件相串联的寄生阻抗（R, X）造成的误差。

短路校正功能操作步骤短路校正包括采用插入计算法的全频短路校正和对所设定的2 个频率点进行的单频短路校正。执行下列操作步骤利用插入计算法对全频率进行短路校正。

移动光标至短路设定域，屏幕软键区显示下列软键。

将测试夹具连接到仪器测试端。用一个短路校准附件放置于二个极片之间,调节电极间距,使二电极短路.按软键 短路全频清零，将对全部的短路寄生阻抗（电阻和电抗）进行测量。短路全频校正大约需要75 秒的时间。 在短路全频校正过程中，屏幕显示下面软键。

该软键可中止当前的短路校正测试操作。保留原来的短路校正数据不变。

按软键 DCR 短路，将进行直流电阻功能的短路电阻的测量。按软键 开 , 使短路校正有效，W2818A 将在以后的测试过程中进行短路校正计算。如

果频率1，频率2 设置为OFF, 短路校正计算采用插入法所计算出的当前频率的短路

校正数据。如果频率1，频率2 设置为ON, 同时当前测试频率等于频率1，频率2， 则

频率1，频率2 的短路校正数据将被用于短路校正的计算。按软键 关 ，关闭短路校正功能。以后的测量过程中将不再进行短路校正的计算。

关于CR电桥（阻抗分析仪）的综合信息整理：

1. ?基本定义与功能?

CR电桥（数字电桥）是一种用于测量电感（）、电容（C）、电阻（R）及阻抗参数的电子仪器，其核心功能包括：

测量元件的交流电阻、品质因数（Q）、损耗因数（D）等参数?。

支持频率范围从工频至100kHz，部分型号精度可达0.02%?。

2. ?工作原理?

?传统电桥法?：通过比较待测元件与标准元件的电桥平衡条件计算参数?。

?现代数字技术?：采用相敏检波、模数转换和复数运算，脱离传统桥式结构，实现高精度测量?。

3. ?典型应用场景?

?工业领域?：用于来料检验、PCB制作、失效分析等?。

?实验室研究?：测量磁性材料、液晶单元、电力设备的介电特性?。

?替代内阻测试仪?：通过串联电解电容隔离直流干扰，可测量电池内阻?

4. ?使用注意事项?

?环境要求?：需预热10分钟以达到热平衡，避免温湿度干扰?。

?连接规范?：测试时需短接电缆末端，屏蔽元件外壳接地以减少误差?。

?参数选择?：根据测量需求选择主参数（/C/R）和副参数（Q/D）?

阻抗分析仪概述

阻抗分析仪是一种用于测量复数阻抗（包括幅值、相位角、实部、虚部等参数）的电子测试仪器，广泛应用于电子元器件、材料科学、生物医学及工业检测等领域?。其核心原理基于相敏检测技术，通过同步测量被测器件的电压和电流，计算阻抗参数，并支持频率扫描与图形化显示?。

     实验室TOC总有机碳离线分析仪
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