适合业余爱好者DIY的高精度数字电桥

sxzxy

fickle说明白怕别人抢他的财路。我们不需要老高的精度，有些都是相对的。

xjw01

材质的介电常数及介电损耗参数，网络上可以找到的。
如果你有Q表，也可以测量材质的损耗的。LCR表是很难准确测定的，因为LCR表的精度不够。那些材料，Q值常常是数千，上万。Q表上用的电容气，是镀金空气电容，绝缘架是99瓷架，具用超高Q，它构也了Q表测定损耗值的基准源。

空气电容、真空电容，是目前Q值最高的电容，没有什么好办法准确测出它的Q值，只能在理论上估算，而理论上计算的结果，Q值都是几十万、几百万。

xjw01

焊了一天还没焊完，楼主能提供一下最新版的PCB图吗，对比以前的图有点头大
苹果 发表于 2011-12-12 18:18

    程序.rar (273.59 KB, 下载次数: 1094)

2011-12-12 21:06 上传

点击文件名下载附件

xjw01

1、我一开始，就指出仅有电阻校准相位是不行的，见223楼的帖子。呵呵，怎么成了我的不是？
fickle 发表于 2011-12-12 19:21

我始终都用电阻校准相位，而且很准确。从一开始就用电阻校准相位。也就是在LCR表设计完成后的第二周左右，就一直坚持使用电阻校准相位。只不过，为了选择最佳校准方案，改进了多次。
用电阻校准相位后，测量电感、电容的Q值，与理值相同，与Q表测值一致。

没有Q表及测高Q的经验，你对Q值测定很没有信心的。
想进行高Q实验与测量，动手做个Q表吧。成品表校准不了你的LCR表的，他们的D值精度不高。你用它们做为基准，你的表校了也乱。我看到坛友LCR测量小电容的结果，相位也是有点乱的，与DIY的表差不了多少。
当你把Q值测到了几千，你会发现，人体稍微靠近一点被测元件，Q值就变了，Q表是非常灵敏的。这在音频LCR表中，是体验不到的。
Q表可以通过各种方法间测量出元件的阻抗及损耗。只不过，他的测量频率高一些，与10kHz桥比对很麻烦。如果你要设计100kHz或200kHz电桥，Q表就可以直接标定出各种元件在200kHz左右的Q值

苹果

头更大了

xjw01

顺便说一下，以下方法验证D值精度是不正确的：
用一个电容（或电感），与一个电阻串联，测得Rs，如果“Rs = 电容Rs + 电阻”，说明LCR表D值正确。
这种验证法是错误的。
这样验证，不能证明LCR的相位(Q或D)是正确。但相位准确、正交分离好的LCR，必须经得起上述验证。
因为：如果LCR存在相位误差，在Rs与电容Rs两次测量中，可能同时引入相同的误差，结果上式依然成立，而实际上，这个LCR测量电容Rs是不准确的。

xjw01

回复 309# 苹果


   

苹果

增益切换电阻变2K16K了，K3处变5K1和2n2，R50和 C24变10K和332了，限流电阻变200K,20K,1K5,20欧了在打印一张吧

苹果

1.1版的变动全标出来了

xjw01

1而现在，那种糟糕高阻抗测量电阻精度，来说小电容D值如何如何，你觉得符合逻辑么？
fickle 发表于 2011-12-12 19:21

我可以向你肯定，你测1pF电容十几Q是错误的，而且还测出的还是负的0.05 D值（-20Q），说明你的LCR相位误差大。
我从没有说我的LCR表能准确测量1pF的Q值，我早就与你说过了，测1.8pF电容的Q值，在70至999之间跳动。虽然不准，但作为估计还是可以的。
就是做为估值，也不至于是10几Q。
你对各种器件的损耗特性，基本上都不清楚，在此狡辩高Q，不觉得不好意思？
我测量4.7M欧，误差大，但对Q值测定影响不大。因为测Q时，要扣除开路残余值的。
不要再相当然了，仔细思考一下Q值问题再讨论吧。

xjw01

回复  xjw01

    看到  有你设计的原理说明。

    加下图，你给出的公式：

   
   
    这个 ...
fickle 发表于 2011-12-13 00:05

    相位是保持稳定的（在一个测量周期内）。正如你说的，0.02%精度，这是单片机控制下得到的。我的程序是开源的，如果你有兴趣，认真分析了就明白了。
这就是我一直与你说的自由轴原理的问题了。
你一直简单的理解为同步检波，这样你是弄不明白我这个LCR表的原理的。同步检波只是这个LCR表的一个重要组成，与自由轴的思想不是一回事。正因为使用了自由轴，所以电路简化，可以比较随意的加入滤波器消除谐波干扰，取得高精度。不加滤波器，对D值测量是有影响的。你的电路，看不到滤波器，这就要求电路本身能够提供低谐波失真的正弦信号，这并不容易。

我弄高Q，不是一两天了，相关的基础知识查了不少，在矿石收音机版块也与大家做了大量实验。
在Q值问题上，你先不要与我争，直接把你的疑问说出来，如果我帮得上忙，一定热心回复。我的言论可能会有一些错误，但严重错误的是少数。
没有高Q测定、Q表制作等经验，对DIY 的仪表的Q值，总是半信半疑的，有一个知道Q值、Q表的人指导那是捷径。以后，他就会渐渐明白哪些东西可以当基准Q，各种线圈的Q值，各种电容Q值怎样的是合理的。制作Q表的人，几乎每个人都有这样一个过程。
比如说，你回复“此Q非彼Q”，你还是按照R在不同频率下不变的思维来考虑问题，认为10k Q是1MHz Q的1/100，这是严重错误的。其实，两种频率下的同一高Q电容，Q值相差并不大，这是无极性材料介损特性决定的。