Qu'est-ce qu'un analyseur LCR
Un analyseur LCR mesure l'inductance, la capacité ou la résistance d'un composant, et généralement les pertes associées, dans une condition d'essai qu'il fixe lui-même. Cette condition n'est pas un détail : un même condensateur a une capacité différente à une autre fréquence, à un autre niveau de signal et sous une autre polarisation continue, et la valeur d'une inductance baisse à mesure que le courant qui la traverse augmente. Un chiffre annoncé sans ses conditions n'est comparable ni à une limite ni au chiffre d'un autre appareil.
Le type couvre plus que le pont d'établi. Il comprend les analyseurs d'impédance qui balaient une bande au lieu de prendre un point, les appareils portables pour un contrôle rapide, et les instruments qui mesurent un défaut du composant plutôt que sa valeur nominale : fuite d'un condensateur sous polarisation, nombre de spires d'une bobine, équilibre d'un bobinage triphasé. Ceux-ci partagent le même établi et les mêmes montages, et sont achetés par les mêmes personnes, ce qui explique leur regroupement ici.
Configurer un analyseur LCR consiste donc à fixer d'abord les conditions d'essai et ensuite l'appareil. Fréquence, niveau de signal, polarisation continue, mode de raccordement et correction sont ce qui transforme un affichage en mesure, et le montage fait partie de la mesure plutôt que des accessoires. Cette page traite de ces décisions et de la frontière avec l'instrument d'établi général et le testeur de sécurité.
Comment mesure un analyseur LCR
L'appareil applique un signal alternatif au composant et mesure la relation vectorielle entre la tension à ses bornes et le courant qui le traverse. Le module donne l'impédance et la phase sépare la part réactive de la part résistive, ce qui permet à une même mesure de produire l'inductance ou la capacité avec le terme de pertes. La réalisation classique est un pont auto-équilibré : le courant traversant le composant est converti en tension par un amplificateur, et les deux tensions sont comparées. Aux fréquences plus élevées, le pont cède la place à une méthode par réflexion ou par transmission, et c'est la bande de fréquences qui sépare une classe d'appareils d'une autre, plutôt que le chiffre d'exactitude.
Quelle que soit la méthode, le résultat inclut le montage. Les fils ajoutent de l'inductance, le montage ajoute de la capacité parasite, et la résistance de contact apparaît en série avec un composant de faible valeur. Les corrections à circuit ouvert et en court-circuit mesurent ces résidus à la fréquence d'essai et les soustraient ; une correction avec charge ajoute une référence connue. Sans correction, une mesure de faible impédance est dominée par les fils et une mesure de forte impédance par la capacité parasite, et les deux erreurs augmentent avec la fréquence. Un raccordement à quatre bornes sépare les fils qui portent le courant de ceux qui mesurent la tension, de sorte que leur impédance disparaît.
La polarisation est la condition la plus souvent absente d'une spécification. Un condensateur céramique perd de la capacité à mesure que la tension continue à ses bornes augmente, et un noyau magnétique sature à mesure que le courant dans le bobinage croît : une valeur mesurée à polarisation nulle peut donc ne pas décrire le composant dans son circuit. Une source de polarisation interne couvre les petits composants ; une source de courant de polarisation séparée est nécessaire lorsque le courant est plus élevé, et sa capacité limite souvent la mesure plutôt que l'appareil. Le niveau de signal compte pour la même raison : le comportement du diélectrique n'est pas linéaire, et le niveau alternatif auquel la valeur a été prise fait partie du chiffre.
Choix de configuration
L'essentiel de la spécification est déterminé par ces décisions plutôt que par la classe d'exactitude. Chacune contraint la suivante, c'est pourquoi elles sont tranchées dans l'ordre.
| Configuration | Options à fixer | Ce que cela détermine réellement |
| Fréquence | Des fréquences ponctuelles fixes, une plage d'accord continu, ou un balayage sur une bande | Si la valeur est un contrôle ponctuel ou une courbe. Le comportement entre les fréquences ponctuelles est invisible sur un appareil à points fixes. |
| Niveau du signal d'essai | Un niveau alternatif sélectionnable, et la possibilité de le régler indépendamment de l'étendue | Si la valeur décrit le composant au niveau que son circuit applique. La capacité d'un diélectrique dépend du niveau. |
| Polarisation continue | Une tension de polarisation interne, une source de courant de polarisation externe, ou aucune | Si le composant est mesuré à son point de fonctionnement. Un condensateur ou une inductance caractérisés à polarisation nulle peuvent être loin de leur valeur en circuit. |
| Mode de raccordement | Deux bornes, quatre bornes ou quatre bornes par paire, avec le montage ou les pinces correspondants | La part d'impédance des fils et des contacts qui reste dans le résultat, et donc la plus petite impédance résoluble. |
| Correction | Correction à circuit ouvert, en court-circuit et avec charge, et correction de longueur de câble en cas de rallonge | Si les résidus du montage sont retirés à la fréquence de mesure. Sans elle, le montage est mesuré avec le composant. |
| Paramètres affichés | La valeur principale seule, ou la valeur avec le terme de pertes, l'impédance et la phase | Si le chiffre que demande la conception - une perte, un facteur de qualité, une résistance série équivalente - peut être lu directement. |
| Comparaison et tri | Comparaison à des limites avec indication d'accord ou de refus, classement par classes, ou simple affichage | Si l'appareil sert sur un établi de production à trier des pièces ou en laboratoire à caractériser une seule pièce. |
| La fonction de mesure | Impédance dans une condition d'essai, ou essai de défaut tel que fuite, nombre de spires ou équilibre de bobinage | Si la question est la valeur du composant, ou si le composant est sain. Les deux vivent dans ce type et les appareils ne sont pas interchangeables. |
Comment choisir un analyseur LCR
| Critère | Pourquoi il décide de la réponse | Comment le fixer avant de nous consulter |
|---|
| La nature du composant, et la fréquence à laquelle il travaille | La fréquence d'intérêt fixe la bande de l'appareil, et souvent la méthode de mesure | Donnez le type de composant et la fréquence du circuit, et pas seulement la valeur nominale. |
| Les conditions que cite la spécification | Le niveau et la polarisation font partie de la valeur, et non d'un raffinement facultatif | Indiquez le niveau alternatif et la polarisation continue que suppose la spécification. |
| La plus petite impédance à résoudre | Elle tranche entre un raccordement à deux bornes et un raccordement à quatre bornes | Donnez la valeur la plus basse, ainsi que la taille et le type de sortie de la pièce. |
| La recherche d'un point ou d'une courbe | Un balayage ou un analyseur répond à une autre question qu'un pont à fréquence unique | Indiquez si le résultat est une valeur avec tolérance ou une courbe de comportement. |
| Le tri ou la caractérisation de la pièce | Cela fixe le comparateur, l'interface et la vitesse | Décrivez l'établi : une mesure de laboratoire ou une décision de production. |
| La question réelle est-elle un défaut ? | La fuite, le nombre de spires et l'équilibre de bobinage se mesurent avec des appareils différents à l'intérieur de ce type | Indiquez le défaut recherché, et pas seulement le nom du paramètre. |
| Le montage et la géométrie de la pièce | Un montage standard ne peut pas contacter tous les boîtiers, et un montage improvisé ajoute de l'erreur | Donnez le boîtier, l'entraxe des sorties, et précisez si un montage spécifique est attendu. |
Si l'un de ces points reste ouvert, envoyez ce qui est connu. Un devis peut être établi sur une description de service et affiné une fois les lacunes comblées.
Les alternatives les plus proches
Ce sont les types que recouvre généralement une demande pour un analyseur LCR, et le moment où le choix se décide vraiment.
| Alternative la plus proche | Ce qui le distingue d'un analyseur LCR |
| Équipements d'essais électriques | Le groupe d'établi couvre des testeurs de composants qui répondent à une autre question - courant inverse d'une diode, résistance carrée d'un film, réponse d'une plaque piézoélectrique. Ce ne sont pas des mesures d'impédance à une fréquence définie, et un analyseur LCR avec un montage pour composants ne les remplace pas. |
| Testeurs de sécurité électrique | Appliquent une haute tension à un produit fini pour prouver son isolement. Une mesure de fuite de condensateur applique une polarisation à un composant et lit le courant dans le diélectrique ; la finalité est la qualité du composant, et l'énergie comme la garde sont d'un autre ordre. |
| Wattmètres | Mesurent la puissance qu'une charge complète appelle en fonctionnement. Un analyseur LCR mesure un composant à une condition définie, hors circuit ; une lecture de puissance ne peut pas être décomposée en valeurs de composants. |
La frontière à l'intérieur de ce type est la question posée : une valeur dans une condition d'essai, une courbe sur une bande, ou un défaut qui rend le composant inutilisable. Les trois demandent des appareils différents, et les deux premières exigent que leurs conditions soient écrites.
Ce qu'il faut inclure dans la demande
La première réponse peut être un devis plutôt qu'une série de questions si la demande contient ces éléments. Lorsqu'un chiffre est inconnu, envoyez la description de l'usage et nous confirmerons ce qu'il implique.
- Le type de composant, sa valeur nominale et son boîtier
- La bande de fréquences d'intérêt, et la nécessité d'un balayage
- Le niveau d'essai alternatif et la polarisation continue, avec le courant si une polarisation est requise
- La plus petite impédance à résoudre, et le mode de raccordement qu'elle implique
- Le travail est un tri, une caractérisation ou une recherche de défaut
- Quantité, port de destination et date de livraison requise
