阻抗測量

阻抗測量包括複數阻抗、導納與電感、電容、電阻、品質因數及損耗因數等實數參量的測量，阻抗的計量單位歐姆的依據，是標準電阻器和電抗器，而電阻、電抗的基準則源於可計算電容。

阻抗測量

正文

在低頻、高頻和超高頻範圍內，測量集總參數電路或元件中電壓與電流的複數比（阻抗）或其倒數(導納)。分布參數電路中的阻抗測量屬於駐波與反射測量。阻抗測量包括複數阻抗、導納與電感、電容、電阻、品質因數及損耗因數等實數參量的測量。屬於同一被測對象的上述諸參量之間具有確定的換算關係，因而只要測出其中幾項便可求出其他參量。
阻抗的計量單位歐姆的依據，是標準電阻器和電抗器，而電阻、電抗的基準則源於可計算電容。日常計量測試所有的電抗標準，大都採用各種固定的和可變的標準電容器，因為它們與標準電感器相比，具有較小的殘餘參量和較好的穩定性。
電橋法　用交流電橋測量阻抗的原理與用直流惠斯登電橋測量電阻的原理相同。電橋電源 E用指定頻率的正弦信號,平衡條件由四個橋臂的複數阻抗（圖1）決定，即

調節已知臂中某兩個元件，使指示器D示零,便可由平衡條件式求出未知臂的阻抗。

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通用電橋　內含固定頻率 (例如1千赫)信號源和零指示器並可迅速改接成多種常用電路的電橋 (如用惠斯登電橋測電阻，用電阻比率電橋測電阻或電容，用電阻乘積電橋測電感,圖2),俗稱萬用電橋或 RCL電橋。這類電橋常以固定的C0作為電抗標準，靠調節電阻R1和R0達到平衡,然後由R1讀出CX或LX。

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高頻電橋　當頻率高於數十千赫時，交流電橋便會因橋臂殘餘參量和雜散電磁耦合而不能正常工作，須選擇適當的電橋電路並仔細地加以禁止和接地。例如，圖3a的變壓器比臂電橋和圖3b的雙T電橋易於禁止,這是因為標準臂、未知臂和零指示器甚至信號源均能接地，它能工作到數十以至數百兆赫。雙T電橋便於測量導納,故又稱導納電橋。電橋法的優點是測量精確度較高；缺點是頻帶有限和操作困難。

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諧振法　利用迴路的諧振現象是測量高頻元件參量的主要方法。在圖4的串聯諧振迴路(也可用並聯迴路)中，當調信號源u 的頻率f 或調標準可變電容器C 使迴路達到諧振時，有

電流I或電壓U達到最大。如果已知f和C值，便可求出L值。在Q表中,通常使f取某些固定值,便可將C的度盤另一刻度直讀L。由於標準電感不易得,諧振法測量電容通常採用標準電容替代法, 用Q表測量電阻等損耗參量(見品質因數測量)。

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電壓－電流法　按照阻抗定義直接求取電壓對電流之複數比,以求得阻抗值,又稱復數伏安比法。通常用一個恆流源來提供固定的電流值。用電壓表分別測出被測件和同類標準器上的端電壓，即可求得被測的電阻、電容或電感值。如果僅用標準電阻器作為標準，則可求得被測件阻抗的絕對值|Z|(模值)。電壓表上可直接以R、L、C 或│Z│來標定,這樣就構成了直讀式RLC表或阻抗表。如果把被測件和標準電阻上的端電壓加到幅－相檢測器（矢量電壓表）的兩個輸入端，則可測得被測阻抗的模值和相角，這稱為矢量阻抗表；或者得到被測阻抗的實數部分（電阻）和虛數部分（電抗），這就成為複數阻抗表。這類阻抗表是直讀式儀器,使用十分方便,工作頻率可達幾十至幾百兆赫。
參考書目
　B.M.奧利弗、J.M.卡奇編，張倫等譯：《電子測量和儀器》,科學出版社,北京,1978。(B.M.Oliver and J.M.Cage,Electronic Measurements and Instrumentation,McGraw-Hill,New York,1971.)

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