Was LCR-Messgeräte sind
Ein LCR-Messgerät misst Induktivität, Kapazität oder Widerstand eines Bauteils und meist auch den zugehörigen Verlust, bei einer Prüfbedingung, die das Gerät einstellt. Diese Bedingung ist kein Detail: Derselbe Kondensator hat bei einer anderen Frequenz, einem anderen Signalpegel und einer anderen Gleichspannungsvorspannung eine andere Kapazität, und der Wert einer Drossel fällt, wenn der Strom durch sie steigt. Eine Zahl ohne ihre Bedingungen ist weder mit einer Grenze noch mit der Zahl eines anderen Geräts vergleichbar.
Der Typ umfasst mehr als die Brücke am Prüfplatz. Er schließt Impedanzanalysatoren ein, die ein Band durchlaufen statt einen Punkt aufzunehmen, Handmessgeräte für eine schnelle Kontrolle und Geräte, die einen Fehler des Bauteils messen statt seinen Nennwert - Kondensatorleckstrom unter Vorspannung, die Windungszahl einer Spule, den Abgleich einer dreiphasigen Wicklung. Diese teilen sich Prüfplatz und Aufnahmen, und sie werden von denselben Leuten gekauft, weshalb sie hier zusammenstehen.
Die Auslegung besteht deshalb darin, zuerst die Prüfbedingungen und erst danach das Gerät festzulegen. Frequenz, Signalpegel, Gleichspannungsvorspannung, Anschlussart und Korrektur machen aus einer Anzeige eine Messung, und die Aufnahme ist Teil der Messung und nicht Zubehör. Diese Seite behandelt diese Entscheidungen und die Grenze zum allgemeinen Prüfplatzgerät und zum Sicherheitstester.
Wie LCR-Messgeräte messen
Das Gerät legt ein Wechselsignal an das Bauteil und misst die vektorielle Beziehung zwischen der Spannung über ihm und dem Strom durch es. Der Betrag ergibt die Impedanz, und die Phase trennt den Blindanteil vom Wirkanteil, wodurch eine Messung Induktivität oder Kapazität zusammen mit dem Verlustterm liefert. Die klassische Umsetzung ist eine selbstabgleichende Brücke: Der Strom durch das Bauteil wird von einem Verstärker in eine Spannung gewandelt, und die beiden Spannungen werden verglichen. Bei höheren Frequenzen tritt an die Stelle der Brücke ein Reflexions- oder Transmissionsverfahren, und das Frequenzband trennt eine Geräteklasse von einer anderen stärker als die Genauigkeitsangabe.
Unabhängig vom Verfahren enthält das Ergebnis die Aufnahme. Leitungen fügen Induktivität hinzu, die Aufnahme streut Kapazität, und Kontaktwiderstand erscheint in Reihe zu einem niederohmigen Bauteil. Leerlauf- und Kurzschlusskorrektur messen diese Restwerte bei der Prüffrequenz und ziehen sie ab; eine Lastkorrektur fügt ein bekanntes Normal hinzu. Ohne Korrektur wird eine niederohmige Messung von den Leitungen und eine hochohmige von der Streukapazität beherrscht, und beide Fehler wachsen mit der Frequenz. Ein Vierleiteranschluss hält die stromführenden Leitungen von den Messleitungen getrennt, sodass ihre Impedanz herausfällt.
Die Vorspannung ist die Bedingung, die in einer Spezifikation am häufigsten fehlt. Ein Keramikkondensator verliert Kapazität, wenn die Gleichspannung über ihm steigt, und ein magnetischer Kern sättigt, wenn der Strom durch die Wicklung steigt, sodass ein bei null Vorspannung gemessener Wert das Bauteil in seiner Schaltung möglicherweise nicht beschreibt. Eine interne Vorspannungsquelle deckt kleine Bauteile ab; eine getrennte Vorspannungsquelle für Strom wird gebraucht, wo der Strom größer ist, und ihre Leistungsfähigkeit begrenzt dann oft die Messung statt das Messgerät. Der Signalpegel zählt aus demselben Grund: Das Verhalten eines Dielektrikums ist nicht linear, also gehört der Wechselspannungspegel, bei dem der Wert entstanden ist, zur Zahl.
Ausführungsvarianten
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Konfiguration | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
| Frequenz | Feste Einzelfrequenzen, ein durchstimmbarer Bereich oder ein Durchlauf über ein Band | Ob der Wert eine punktuelle Kontrolle oder eine Kurve ist. Das Verhalten zwischen den Einzelfrequenzen bleibt bei einem Festfrequenzgerät unsichtbar. |
| Pegel des Prüfsignals | Ein wählbarer Wechselspannungspegel und ob er unabhängig vom Bereich einstellbar ist | Ob der Wert das Bauteil bei dem Pegel beschreibt, den seine Schaltung anlegt. Die Kapazität eines Dielektrikums ist pegelabhängig. |
| Gleichspannungsvorspannung | Eine interne Vorspannung, eine externe Vorspannungsquelle für Strom oder keine | Ob das Bauteil an seinem Arbeitspunkt gemessen wird. Ein Kondensator oder eine Drossel, bei null Vorspannung charakterisiert, kann weit von seinem Wert in der Schaltung entfernt sein. |
| Anschlussart | Zweipolig, Vierpol oder Vierpol-Paar, mit der passenden Aufnahme oder Klemmen | Wie viel Leitungs- und Kontaktimpedanz im Ergebnis bleibt und damit die kleinste Impedanz, die aufgelöst werden kann. |
| Korrektur | Leerlauf-, Kurzschluss- und Lastkorrektur sowie Längenkorrektur bei verlängerten Leitungen | Ob die Restwerte der Aufnahme bei der Messfrequenz herausgerechnet werden. Ohne sie wird die Aufnahme mit dem Bauteil zusammen gemessen. |
| Angezeigte Parameter | Nur der Primärwert oder der Wert mit Verlustanteil, Impedanz und Phasenwinkel | Ob die Größe, die die Auslegung verlangt - ein Verlust, eine Güte, ein äquivalenter Serienwiderstand - direkt abgelesen werden kann. |
| Vergleich und Sortierung | Grenzwertvergleich mit Gut- oder Schlecht-Anzeige, Sortierung in Klassen oder eine reine Anzeige | Ob das Gerät an einem Fertigungsplatz zum Sortieren von Teilen oder im Labor zur Charakterisierung eines Teils dient. |
| Die Messfunktion | Impedanz bei einer Prüfbedingung oder eine Fehlerprüfung wie Leckstrom, Windungszahl oder Wicklungsabgleich | Ob die Frage lautet, welchen Wert das Bauteil hat, oder ob es in Ordnung ist. Beides gehört zu diesem Typ, und die Geräte sind nicht austauschbar. |
So wählen Sie LCR-Messgeräte aus
| Faktor | Warum er die Antwort bestimmt | Wie er vor der Anfrage geklärt wird |
|---|
| Das Bauteil und die Frequenz, bei der es arbeitet | Die interessierende Frequenz legt das Band des Geräts und oft auch das Messverfahren fest | Nennen Sie den Bauteiltyp und die Frequenz der Schaltung, nicht nur den Nennwert. |
| Die Bedingungen, die die Spezifikation nennt | Pegel und Vorspannung sind Teil des Werts und keine optionale Verfeinerung | Nennen Sie den Wechselspannungspegel und jede Gleichspannungsvorspannung, von der die Spezifikation ausgeht. |
| Die kleinste aufzulösende Impedanz | Sie entscheidet zwischen zwei- und vierpoligem Anschluss | Nennen Sie den kleinsten Wert sowie Größe und Anschlussart des Bauteils. |
| Ob ein Punkt oder eine Kurve gebraucht wird | Ein Durchlauf oder ein Analysator beantwortet eine andere Frage als eine Brücke bei einer Frequenz | Sagen Sie, ob das Ergebnis ein Wert mit Toleranz oder eine Kurve des Verhaltens ist. |
| Ob das Teil sortiert oder charakterisiert wird | Das legt den Vergleicher, die Schnittstelle und die Geschwindigkeit fest | Beschreiben Sie den Prüfplatz: eine Labormessung oder eine Fertigungsentscheidung. |
| Ob die eigentliche Frage ein Fehler ist | Leckstrom, Windungszahl und Wicklungsabgleich werden von unterschiedlichen Geräten innerhalb dieses Typs gemessen | Nennen Sie den Fehler, auf den geprüft wird, und nicht nur den Parameternamen. |
| Die Aufnahme und die Geometrie des Bauteils | Eine Standardaufnahme erreicht nicht jedes Gehäuse, und eine behelfsmäßige fügt Fehler hinzu | Nennen Sie das Gehäuse, den Rasterabstand und ob eine kundenspezifische Aufnahme erwartet wird. |
Ist einer dieser Punkte noch offen, senden Sie, was bekannt ist. Ein Angebot lässt sich gegen eine Aufgabenbeschreibung erstellen und nach Ergänzung der Lücken verfeinern.
Die nächstliegenden Alternativen
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für LCR-Messgeräte meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom LCR-Messgerät unterscheidet |
| Elektrische Prüfgeräte | Der Sammelbereich am Prüfplatz umfasst Bauteilprüfer, die eine andere Frage beantworten - Sperrstrom einer Diode, Flächenwiderstand einer Schicht, das Verhalten einer piezoelektrischen Scheibe. Das sind keine Impedanzmessungen bei definierter Frequenz, und ein LCR-Messgerät mit Bauteilaufnahme ersetzt sie nicht. |
| Elektrische Sicherheitstester | Legen eine hohe Spannung an ein fertiges Produkt, um seine Isolierung nachzuweisen. Eine Kondensator-Leckstrommessung legt eine Vorspannung an ein Bauteil und liest den Strom durch das Dielektrikum; der Zweck ist die Bauteilqualität, und Energie und Guard-Führung liegen in einer anderen Größenordnung. |
| Leistungsmessgeräte | Messen die Leistung, die eine vollständige Last im Betrieb aufnimmt. Ein LCR-Messgerät misst ein einzelnes Bauteil unter einer definierten Bedingung außerhalb der Schaltung; ein Leistungswert lässt sich nicht in die Bauteilwerte zerlegen, die ihn erzeugt haben. |
Die Grenze innerhalb dieses Typs ist die gestellte Frage: ein Wert bei einer Prüfbedingung, eine Kurve über ein Band oder ein Fehler, der das Bauteil unbrauchbar macht. Die drei brauchen unterschiedliche Geräte, und bei den ersten beiden gehören die Bedingungen schriftlich dazu.
Was die Anfrage enthalten sollte
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
- Der Bauteiltyp, sein Nennwert und sein Gehäuse
- Das interessierende Frequenzband und ob ein Durchlauf nötig ist
- Der Wechselspannungspegel und die Gleichspannungsvorspannung, mit dem Strom, falls eine Vorspannung nötig ist
- Die kleinste aufzulösende Impedanz und die Anschlussart, die sie bedingt
- Ob die Aufgabe Sortieren, Charakterisieren oder Fehlerprüfung ist
- Menge, Bestimmungshafen und gewünschter Liefertermin
