數(shù)字電橋就是能夠測量電感,電容,電阻,阻抗的儀器,早的阻抗測量用的是真正的電橋方法,隨著現(xiàn)代模擬和數(shù)字技術的發(fā)展,早已經淘汰了這種測量方法,但LCR電橋的叫法一直沿用至今。
數(shù)字電橋的測量對象為阻抗元件的參數(shù),包括交流電阻R、電感L及其品質因數(shù)Q,電容C及其損耗因數(shù)D。因此,又常稱數(shù)字電橋為數(shù)字式LCR測量儀。其測量用頻率自工頻到約100千赫。基本測量誤差為0.02%,一般均在0.1%左右。
DUT為被測件,其阻抗用Zx表示,Rr為標準電阻器。切換開關可分別測出兩者的電壓Ux與Ur,于是有下式:
Zx = Ux/Ix = Rr * Ux/Ur
此式為一相量關系式。如使用相敏檢波器(PSD)分別測出Ux和Ur對應于某一參考相量的同相量分量和正交分量,然后經模數(shù)轉換(A/D)器將其轉化為數(shù)字量,再由計算機進行復數(shù)運算,即可得到組成被測阻抗Zx的電阻值與電抗值。
從線路及工作原理可見,數(shù)字電橋只是繼承了電橋傳統(tǒng)的稱呼。實際上它已失去傳統(tǒng)經典交流電橋的組成形式,而是在更高的水平上回到以歐姆定律為基礎的測量阻抗的電流表、電壓表的線路和原理中。
數(shù)字電橋可用于計量測試部門對阻抗量具的檢定與傳遞,以及在一般部門中對阻抗元件的常規(guī)測量。很多數(shù)字電橋帶有標準接口,可根據被測值的準確度對被測元件進行自動分檔;
也可直接連接到自動測試系統(tǒng),用于元件生產線上對產品自動檢驗,以實現(xiàn)生產過程的質量控制。80年代中期,通用的誤差低于0.1%的數(shù)字電橋有幾十種。數(shù)字電橋正向著更高準確度、更多功能、高速、集成化以及智能化程度方面發(fā)展。