LCR测试仪.docx

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LCR测试仪

威日仪器

专业元件参数测量仪器研发生产

为提高用户测试效率提供最佳服务

VR102型LCR测试仪

VR1023型LCR+DCR测试仪

使用说明书

VR102型50Hz~1kHzLCR测试仪

该型仪器虽然频率低、频点少，但仍经精心设计，并深入了解了各元件生产厂家的各项测试要求，针对性地设计了实用性极强的多种测试功能，适于做快速高效的批量测试。

该型仪器不具备本说明书中有关直流电阻的测试性能。

VR1023型50Hz~1kHzLCR+DCR测试仪

该型仪器独特的设计将交流测试与直流测试电路组合在一起，可一次同时完成元件交流参数和直流电阻的测量和自动分选。

一机二用，显着提高测试效率。

并具备VR102、的分选、样校和其他测试功能。

VR110~VR113型精密LCR测试仪

VR1103型~VR1133型精密LCR+DCR测试仪

这几型仪器测试频率达10kHz或200kHz，是LCR表中的高档产品。

其中VR111、VR113、VR1113、VR1133还具有可编程测试功能。

一概述1

性能特点1

主要技术指标2

仪器测量的基本误差及范围2

仪器的量程、参量测量范围及仪器分机型的说明3

仪器的其它技术指标4

二工作原理5

三结构特征6

前面板结构布局6

后面板结构布局6

机箱内结构布局7

键功能7

四、仪器的使用8

仪器使用注意事项8

连接及开机8

一般测量功能的设置9

常规设置屏的设置步骤9

分选设置屏的设置步骤11

样校设置屏的设置步骤12

仪器一般测量的步骤12

开路校零和短路校零12

被测件的测量步骤13

一

概述

VR

VR102型仪器是专为对LCR表功能要求不高，而要求售价较低的用户而设计的简易型LCR表。

作为简易型LCR表主要是测试频率低，频率点少，信号电压不能连续调节，且不具备编程测试等功能。

但本仪器仍经精心设计，采用了与高档LCR表相同的矢量电压电流测量原理和四端测试技术，并采用微机控制，是一种全新的智能化元件参数测量仪器。

而VR1023型号仪器则是将作交流测试的VR102型LCR表与VR131型直流电阻测试仪组合在一起，可一次设置、同时完成元件的交流阻抗参数和直流电阻的测试和自动分选，并在一屏内显示交／直流参数，一机二用。

两仪器设计中深入了解了各元件生产厂家的测试要求，针对性地设计了如自动分选、样件校准、等待方式、量程锁定等有用功能，方便元件的大批量测试。

一.1性能特点

Ø特殊设计的接线夹真正实现开尔文四端方式测量连接，较好的消除接触电阻及连接引线的影响，保证了本仪器的测量准确度。

Ø可按串联、并联两种等效电路模式测量Ｌ、Ｃ、Ｒ、Ｚ、Ｘ、Ｑ、Ｄ、θ等多种参数。

并可显示百分比误差。

Ø具有连续、数字滤波、等待、触发多种测量方式，既能适应实验室作精确测量，也能满足工厂生产线进行快速大批量测试。

Ø可用多种分选模式同时进行元件的双参量快速自动分选，合格情况可同时给出声、光指示。

Ø独特的样件校准功能，可使本仪器与各种不同型号不同原理的阻抗测量仪器取得一致的测量结果。

并可消除环境温度、湿度对测量的影响。

一.2主要技术指标

一.2.1仪器测量的基本误差及范围

当环境温度为0～40℃，相对湿度≤75%，仪器经校准后六个月内保证以下测量误差（开机预热30分钟，并经过规定的短路、开路校零）。

a）电阻R、电感L、电容C、电抗X、阻抗Z和r（DCR）的测量误差：

±％＋％×A×B×Kz×Kf×Kv＋％×|T－20℃|＋显示末位2个数）

式中：

A：

量程误差因子

当N／4≤M≤4N时：

A=1

当M＜N／4时：

A=N／4M

当M＞4N时：

A=M／4N

其中：

M为参量测量值，N为量程基准参数值（见表2）。

B：

参量误差因子：

对电阻R：

B=1+Q或B=1+1／D

对电感L、电容C、电抗X：

B=1+1／Q或B=1+D

对阻抗Z、DCR：

B=1

其中：

Q为被测件的Q值，D为被测件的损耗。

Kz：

测速误差因子

慢速：

Kz=1

中速：

Kz=

快速：

Kz=3

1+2f

3f

Kf：

频率误差因子

当测试频率＜1kHz时：

Kf=

对r（DCR）:

Kf=1

其中f为以kHz为单位的测试频率。

Kv：

测试信号电压误差因子

信号电压≥1V时：

Kv=1

信号电压=时：

Kv=4

T：

环境温度（℃）

b）Q值Q、损耗D、相角θ的测量误差

式中各误差因子的意义与前式相同，除B、E按下式计算外，其它误差因子的计算与数值也与前式相同。

±[＋×A×B×Kz×Kf×Vf＋％×|T－20℃|）×E＋显示末位2个数]

B：

参量误差因子

对Q值Q：

B=（1+Q+Q2）

对损耗D：

B=（1+D+D2）

对相角θ：

B=1

E：

参量误差因子

对Q值Q、损耗D：

E=1

对相角θ：

E=180°／π

一.2.2仪器的量程、参量测量范围及仪器分机型的说明：

仪器的量程基准参数及参量测量范围如下表：

量程

一

二

三

四

五

自动

源内阻

10Ω

1kΩ

100KΩ

量程基准参数Ｎ

R（r）

X

Z

10Ω

1kΩ

100kΩ

L

／f

／f

16H／f

C

16μF／f

160nF／f

／f

参数测量范围

R（r）

X

Z

Ω

～10Ω

10Ω

～100Ω

100Ω

～1kΩ

1KΩ

～10kΩ

10KΩ

～999MΩ

Ω

～999MΩ

L

1nH~

／f

（~

16mH）／f

（16mH~

）／f

（~

）／f

（~

99KH）／f

1nH~

99kH

C

16μF／f～999mF

（μF~

16μF）／f

（160nF~

μF）／f

（16nF~

160nF）／f

~

16Nf）／f

～999mF

Q

D

～9999

θ

－90°～0°～＋90°

式中：

f为以kHz作单位的测试频率

一.2.3仪器的其它技术指标：

测量频率点

频率准确度

50、60、100、120、1k共5频点,±％

测量信号电压

、±10%±（源电阻前测量）

测量速率

慢速S：

次／秒、中速M：

次／秒、快速F：

7次／秒

电源及功率

220V±10％，50±Hz,?

30W

外形尺寸重量

320?

240?

100mm3,约5kg

预热时间

开机即可工作,预热30分钟后保证准确度和稳定性

连续工作时间

可长期连续工作

使用环境

按国标《电子测量仪器环境试验总纲》中环境分组II组条件

温度:

0～+40℃

湿度:

≤80％RH（+40℃）

气压:

86～106kPa

二工作原理

本仪器采用矢量电压电流比对被测元件进行阻抗参数的测量。

图1是其电路结构方框图。

信号发生器产生频率高度稳定的正弦波，其频率、幅度均由计算机根据操作者的设置进行控制。

测试信号在被测件两端产生电压Vz，而流经被测件的测试信号电流，在I／V变换电路中的标准取样电阻Rs上产生电压Vi

由：

即可算出被测元件的阻抗值。

但由于测试信号为交流

信号，故电压Vz、Vi均为矢量，需按矢量电压测量。

本仪器由计算机控制发出与测试信号严格同步、相互位相差90°的两组方波信号控制相敏检波电路可精确分出被测电压的实部和虚部值，再经过高精度

A／D变换电路就可得出两被测矢量电压的精密数值。

再由计算机计算就可得出被测件的各种阻抗参数值。

VR1023仪器测量直流电阻时，由高精度直流稳压源，通过转换开关加予被测元件两端。

元件两端电压和流经被测元件的电流均经直流斩波器转换为交流信号，之后就与交流参数测试的电路合在一起。

既简化了电路，又可有效的消除直流测试难以消除的电路漂移，提高了直流电阻测量的稳定性和准确度。

三结构特征

三.1前面板结构布局

面板上有显示屏、测量接线端、键盘、指示灯等。

显示屏采用2*20字符液晶屏，测量接线端用一只4芯航空插座连接特制的四端测试夹具接通被测件。

键盘共有20只按键完成仪器的设置和测量等功能。

三.2后面板结构布局

仪器的后面板装有电源插座（AC220V）、电源开关、保险丝（250V保险丝）、通讯接口插座，触发信号（脚踏开关）插座和写保护开关等。

三.3机箱内结构布局

机箱内装有主测量板、通讯板、电源板、变压器等。

主测量板上有用于调节信号源幅度和液晶屏灰度的电位器。

三.4键功能

本仪器共有20只按键，各键功能如下：

数字键：

共11只，包括0～9,和?

键，供输入数字用。

输入键：

键入数值参数后，按此键完成输入。

设置键：

按此键进入一般测量功能的一般设置屏。

转换键：

在设置过程中进行参量选择或功能转换。

✍键和✍键：

向左或向右移动光标，选择设置项目。

测量键：

按此键启动测量。

开路调零键和短路调零键：

进行开路调零及短路调零。

清除键：

按此键清除已输入的错误数据。

四

仪器的使用

四.1仪器使用注意事项

1、开机前应详细阅读本用户手册。

2、检查接入电源是否与本仪器要求的电源电压（AC220V）相一致。

为确保安全和提高测量稳定性，应将后面板接地接线柱可靠接地。

3、液晶显示屏的对比度随环境温度变化会有改变，此时应调整主板上电位器（电位器位置请参照机箱结构图），以获得最佳显示效果。

4、本仪器具有短路校零和开路校零功能，但每一频率点都需单独校零。

即使相邻的频率点其零点也可能有较大偏差。

直流电阻需单作短路、开路校零。

5、样件校准只对规格相同的元件有效。

仪器经样件校准后，即失去了原有的准确度，对其他被测件测量时可能会产生很大偏差。

因此使用样件校准功能测试完一批元件后，要马上取消样件校准，以免作其他测量时产生错误。

6、在选用等待测量方式、自动量程锁定方式或样件校准时，仪器需根据首件值判被测件接入、锁定量程或确定样校修正系数。

首件值是在设置完作第一次测量时的测得值。

因而在每次按设置键或编程键后，无论是否进行过设置，均必须先接好样件才能按测量键进行测量，以取得正确的首件值。

否则会造成测量出错。

7、对带磁芯元件，同时进行交流参量和直流电阻测量，有时会因元件有较大剩磁而使多次测量数据有较大变化。

此时应间隔足够长时间再做下次测量。

四.2连接及开机

将仪器接好电源线（220V、50Hz），再把仪器附件中的四端测试夹接入前面板上标有“测试夹具”的4芯航空插座，即可打开机箱后面的电源开关。

开机后仪器显示屏将显示仪器型号及仪器名称（英文）约2秒钟。

之后仪器按关机前的设置进行测量，并按节图9格式显示测量结果。

若正需要接续关机前的测量，或屏幕所显示的设置条件符合测试要求，则可越过节“一般测量的设置”，直接按下面节“仪器一般测量的步骤”进行测量。

如所要求的测试条件与测量屏显示的测试条件不同，或需设置不同的分选、样校参数则需按下面节进行一般测量的各项设置。

四.3一般测量功能的设置

本仪器为智能化测量仪器，测试前需将测试条件和其他要求预先设置好，仪器才能按使用者的要求完成测量。

仪器要先进性常规设置屏的设置，之后根据需要再进行分选设置屏和样校设置屏进行设置。

四.3.1常规设置屏的设置步骤

按“设置”键可进入图6所示的常规设置屏。

开始光标在左参量下闪烁。

需在常规屏进行设置的项目共十四项。

用“✍”键或“✍”键可移动光标选择待设置项目。

所显参数已符合要求的项目不用再设置，可按“✍”或“✍”键，跳过该项目进到下一项目的设置。

、设置左参量：

左参量是主参量，显示5位有效数字。

光标在“左参量”处时按“转换”键在L（电感）、C（电容）、R（电阻）、Z（阻抗）、r（直流电阻DCR）中任选一项。

其中r仅VR1023机型具有。

、设置右参量：

右参量为副参量，显示4位有效数字，光标移到“右参量”处，根据左参量不同分别按下表在5参量（r仅1项）中选择一项。

左参量

L

C

R

Z

r

对应

右参量

Q、R、

X、δ、r

D、R、

X、δ、r

Q、L、

C、δ、r

Q、D、

θ、δ、r

δ

表中：

X：

电抗、Q：

Q值、D：

损耗、θ：

相角、δ：

百分比误差

δ是左参量对标准值的误差,标准值兼用分选合格参数的设置值（根据分选方式的不同标准值有所不同：

对中值百分误差方式，中值即为标准值；对上下限方式，标准值取为上限值和下限值的平均值；对单上限或单下限方式，单一的上限值或下限值即为标准值）。

因而设置显示δ时，必须设置自动分选，输入分选参数值，才能计算显示δ值。

r仅VR1023机型具有。

直流电阻r既可按

条作主参量设置测量，也可按

条作副参量与L等参量一起设置测量。

、设置测试频率：

光标移到“测试频率”设置处，按“转换”键在50、60、100、120、1kHz中选择转换所需频率

、设置信号电压：

光标移到“信号电压”设置处，按“转换”键选择转换是还是信号电压。

、设置测试速率：

光标移到“测速”处，用“转换”键在F（快速，7件/秒）、M（中速，件/秒）、S（慢速，件/秒）中选择一项。

测速慢些，测量稳定性较好。

、设置测量方式：

光标移到“方式”处，用“转换”键在C（连续测量）、D（连续测量数字滤波）、H（等待）、T（触发）四种测量方式中选择一项。

C：

连续测量方式：

进入测量状态后按设定速率连续测量、显示。

D：

连续测量数字滤波方式：

这种方式仪器也在进行连续测量，但每次测出数据要同之前5次数据进行数字滤波后再显示。

测试数据有更好的稳定性，适于实验室作精确测量。

但影响测试速度，不适于元件的大批量测试。

H：

等待方式：

仪器自动判断被测件接入后即开始1次测量。

测量与被测件的接入达成同步，可方便快速地进行批量测试。

但此种方式要求较好的测试夹具，操作者需经训练，要能快捷、利落地接好被测件。

T：

触发方式：

每按1次“测量”键仪器进行1次测量。

可配合脚踏开关使用或接受其它设备发出的触发脉冲信号启动测量。

适于元件的大批量测试。

、设置等效电路模式：

光标移到“串并”处，用“转换”键在S（串联等效电路模式）、P（并联等效电路模式）中选择一项。

元件交流阻抗参数的数值随测量中所选等效电路模式可能会有较大差异（DCR除外）。

因而测量前需先选好所用等效电路模式。

如无规定在不太严格的情况下可按以下建议选取：

电感元件、低值电阻宜采用串联等效电路模式。

电容元件、高值电阻宜采用并联等效电路模式。

、设置量程：

光标移到“量程”处，用“转换”键在1、2、3、4、5、A（自动量程）、a（自动锁定量程）中选择一项。

A：

自动量程方式：

根据测得参数值自动选择合适的量程。

此方式对测量参数值相差较大的元件比较方便，但由于经常频繁变换量程，会延长测量时间，并对测量稳定性产生不利影响。

选自动量程仪器测量时会用A、B、C、D、E分别对应显示选定的1、2、3、4、5量程。

a：

自动锁定量程方式：

根据首件的参数值自动选择最合适的量程，之后仪器将锁定在这一量程上不再改变。

选择自动锁定量程方式，设置后按测量键进行首件测量时必须先接好被测件，否则仪器会锁定错误量程。

自动锁定量程方式仪器测量时会用a、b、c、d、e分别对应显示选定的1、2、3、4、5量程。

、设置蜂鸣器：

光标移到“蜂鸣”处，用“转换”键在“_”（蜂鸣器关）、“”（蜂鸣器在按键时及分选合格时响）中选择一项。

、设置分选方式：

光标移到分选方式选择处，左、右参量的分选方式要分别选择设置。

用“转换”键在“m%”（中值、百分误差分选方式）、“ud”（上限、下限分选方式）、“NO”（不分选）中任选一项。

、设置样件校准功能：

光标移到样校处，用“转换”键在“S”（设置样件校准）、“_”（关闭样件校准）中选择一项。

样件校准功能是指批量测试同一规格元件时，先用某台标样仪器测出样件的参数值作为标样值，对本仪器进行样件校正。

经过样件校正后再用本仪器对元件作批量测试，即可测出与标样仪器非常接近的参数值。

在以下各种情况中使用样件校准往往会收到意想不到的好效果：

a、在多台仪器中选出1台作标样仪器，并对其余仪器作样件校准，则可使各台仪器间的测量一致性提高2～5倍。

b、由其它品牌阻坑测量仪器作标样仪器对本仪器作样件校准，可较好地解决不同品牌仪器之间测试数据的较大差异所造成的麻烦。

c、用样件在标准气候条件下测出的数值作为标样值进行样件校准，可较好地消除气候条件（温度、湿度等）的变化对元件测量的影响。

、设置偏置方式：

本仪器可以对电解电容等被测件加上2V的恒定直流电压（偏压））进行参数测量。

光标移到“偏置”处，用“转换”键在“_”（不加偏置电压）、“V”（加偏置电压）中选择一项。

对VR1023仪器不具备内附直流偏置电压功能。

常规设置屏的各项设置均完成（或设置完某项，后面的项目已符合要求不需设置）后，按“设置”键结束常规屏的设置，仪器将进入“分选设置屏”（设置了分选时）或“样校设置屏”（设置了样校时），如分选、样校均未设置则可进到节进行一般测量。

四.3.2分选设置屏的设置步骤

常规设置屏设置完后按“设置”键，仪器将进入分选设置屏显示。

但在分选方式设置中左、右参量的分选方式都设置为NO时则不进入分选设置屏。

分选屏显示格式如下图所示，分别有左、右参量的各两项分选合格参数。

、用“✍”或“✍”键在各项目间转换。

不需设置的项目按“✍”或“✍”键跳过。

、各项设置都可用“数字”键输入参数值，用“转换”键调整单位，最后按“输入”键完成该项参数的设置。

、分选设置屏的各项设置完成后，按“设置”键结束分选屏的设置.

在“上限、下限分选方式”中，如把下限值设置为０，可实现单上限分选。

如把上限值设置为０，可实现单下限分选。

四.3.3样校设置屏的设置步骤

若在常规屏设置的样校选择设置中选择了“S”（进行样校）分选设置屏设置完后按“设置”键，仪器将进入如下图格式的样校设置屏显示。

若未设置分选

仅设置样校也可能直接由常规设置屏进入样校设置屏。

在样校屏中要分别设置左、右参量的各1项标样值参数。

、用“✍”或“✍”键可在左、右参量的标样值间转换。

不需设置的项目按“✍”或“✍”键跳过。

、左、右参量的标样值都可用“数字”键输入参数值，用“转换”键调整单位，最后按“输入”键完成标样值参数的设置。

、样校设置屏设置完成后，按“设置”键结束样校屏的设置，回到常规设置屏显示。

四.4仪器一般测量的步骤

一般测试功能的设置完成后，即可按以下步骤进行元件的测量。

开机后要接续关机前的设置继续测量时不用再作设置，可直接按下面步骤进行测量。

四.4.1开路校零和短路校零

为保证测量精度，用LCR表进行测量前必需先进行开路校零和短路校零，特别在使用外接测试夹具时校零更显重要。

本仪器在每一测试频率点都必须校零，更改测试频率后要重新校零。

使用外接测试夹具时，校零前一定要接好外接测试夹具。

更换外接测试夹具后要重新校零。

校零步骤：

1、短路校零：

、将仪器两测试夹（或外接测试夹具）端部可靠短接后放于绝缘桌面上。

、按“短路校零”键，仪器显示“PleaseWait（请等待）”。

约１～３秒校零结束，仪器自动进入测试状态。

2、开路校零：

、将仪器两测试夹（或外接测试夹）端部分开一定距离（等于被测件接脚间距最好）后放于绝缘桌面上。

、按“开路校零”键，仪器显示“PleaseWait（请等待）”。

约１～３秒校零结束，仪器自动进入测试状态。

调零后零点会被存储（关机也不丢失），在已作过调零频率点测量时：

若检查短路零点阻抗小于5mΩ（短路电感则小于1μH／f，短路电容则大于30mF／f，其中f为以kHz作单位的测试频率），或短路阻抗比被测件阻抗低1000倍，可不再作短路校零。

若检查开路零点阻抗应大于10MΩ（开路电感则大于／f，开路电容应小于15pF／f，其中f为以kHz作单位的测试频率），或开路阻抗比被测件阻抗高1000倍，可不再作开路校零。

四.4.2被测件的测量步骤

1、接入被测件。

将被测件接入仪器的测试夹或其他专用的测试治具，连接牢靠。

在以下情况，对完成设置后待测的第一只被测件（首件）有一定要求：

、设置了“样件校准”时，首件必须接入标定的样件。

、设置了“等待方式”、“自动锁定量程”时首件应选一批待测元件中较为接近中值的元件。

2、启动测量。

按“测量”键或接于机后TRIG插座的脚踏开关启动仪器进行测量，仪器按所设置的测试条件进行测量，测量完成后按下图格式显示测量数据。

、如果设置了自动分选，仪器会根据测量结果点亮相应的分选合格指示灯。

两参量均合格（仅一个参量分选时，则只要分选参量合格），而又设置为蜂鸣器“响”时，蜂鸣器还会给出声响提示。

、如果设置了样件校准，按“测量”键后仪器将对样件进行多次测量，计算存储样件校正值，并增加显示如下图的样件校正屏。

显示1秒后再按图9显示测量数据，并点亮样校指示灯。

此时仪器显示的数据已是经过样件修正以后的数值。

以后的测量均将按所储存的样件校正值对被测结果进行修正后再显示。

如果使用者未作样校而发现样校指示灯点亮，必须先按节

条操作步骤取消样校后再作测试。

否则会测出错误数据。

3、批量元件的测试。

当测量方式设置为：

C（连续测量）、或D（连续测量数字滤波）时，本仪器将按所设定的“测速”连续不断测量，接入被测件待仪器读数稳定就可读数。

当测量方式设置为：

H（等待方式）时，上件测完仪器显示测试数据后就可取下被测件，仪器显示“OVER”。

此时快速利落地接入下一件，仪器即会自动开始新一件测量并显示测量结果。

当测量方式设置为：

T（触发方式）时，换好新件后须按“测量”键或接于机后TRIG插座的脚踏开关，仪器进行1次测量并显示结果。

4、测量中需注意的问题及处理方法。

、采用H（等待）方式测量，如果接入与首件值相差过大的被测件，仪器可能判不出被测件接入，这是正常现象。

采用H（等待）方式如果要换一批参数值不同的被测件进行测量时，要按下面的

条重新锁定首件值。

、采用a（量程自动锁定）后，无论接入与首件值相差多大的被测件，仪器量程都不会改变，超出量程不能测量时仪器会显示“OVER”。

如果换一批参数值不同的被测件需要换一个量程进行测量时，可按下面的

条重新锁定首件值和量程。

、采用样件校准当该批元件测量完成后，必需按节

条操作步骤取消样件校准。

以免对以后的测量产生错误校正。

样件校准测量中，发现样件值有偏差，可按下面

条重作样件校正。

、测量中需重锁首件值、重锁量程或重做样件校正时，需按如下方法进行：

先按“设置”键进入设置屏（可不做任何设置工作），接入一只新一批的被测件（样校时必须接标定样件）后，再按“测量”键进入测量。

则仪器就会储存新的首件值，并根据设置