[發明專利]高精度交流阻抗測試系統及其測試方法

有效

• 申請號: 202110290117.8
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113075456B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 劉瑜;陳娟瑜
• 申請（專利權）人: 常州同惠電子股份有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 常州聯正專利代理事務所(普通合伙) 32546
• 代理人: 張岳

本發明涉及一種高精度交流阻抗測試系統及其測試方法，包括電腦主板、外圍設備、電源模塊、矢量信號測試模塊、程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源、誤差電流檢測模塊、程控平衡信號源。本發明綜合運用了程控高精度低失真信號源、程控平衡信號源、不同頻率選擇不同的標準參考電阻、帶有混頻的矢量信號測試技術來進行測試，測試精度0.05％，測試頻率范圍10Hz?130MHz，解決了現有技術中對各種元器件、固體材料、液體材料、氣體材料等物體進行交流阻抗測試時，缺乏適合測試頻率的測試系統及設備的問題。

技術領域：

本發明涉及交流阻抗測試技術領域，尤其涉及一種高精度交流阻抗測試系統及其測試方法。

背景技術：

現代科學技術不斷發展已經進入了信息化、數字化時代，對電子產品的各種要求也越來越高，準確可靠的交流阻抗測量是各類軍用及民用電子產品至關重要的基礎。從上世紀80年代開始，交流阻抗測量技術被迅速擴展到生物醫學、電化學、電力控制、大規模集成電路制造、空間技術等領域。如目前生物醫學領域，生物體的基本單元是細胞，大量生物組織常用交流阻抗模型來表示，可通過監測組織的復雜介電常數(其代表了各組織類型)，其通過安置在體表的電極向檢測對象送入微弱的交流電，檢測相應的電阻變化情況，然后根據不同的應用目的，獲得相關的生理和病理信息進行疾病診斷、人體成份分析或交流阻抗斷層成像，并通過測量一定頻率下的交流阻抗來診斷病例；在電化學領域，通過檢測材料的交流阻抗判斷材料或裝置的腐蝕程度等；而在工業自動化檢測領域，交流阻抗測量系統不僅要求具有高精度、寬量程、寬頻帶測量的能力，還要求設備體積小、功耗低、操作方便，同時要具有毫秒級的測量速度、快速構成自動測量系統的能力?，F有高端交流阻抗測試設備(注：這里高端定義為測試精度0.05％且測試頻率大于30MHz)被國外企業壟斷，其技術壟斷、昂貴的價格和長達數月的供貨周期都已經嚴重制約我國相關產業的發展，這種現狀已經遠遠不能滿足與日俱增的寬頻高精度交流阻抗測量的要求。

現代流行的交流阻抗測試技術主要分為自動平衡電橋法、射頻IV法和射頻網絡分析法。其中只有自動平衡電橋法能達到0.05％的測試精度。射頻IV法和射頻網絡分析法雖然測試頻率范圍從5Hz-3GHz，但測試精度比較低測試領域比較窄。自動平衡電橋法目前可查的國內外測試設備測試頻率范圍最寬為20Hz-120MHz。

發明內容：

針對上述問題，本發明提出了一種基本測試精度0.05％、測試頻率范圍10Hz-130MHz的高精度交流阻抗測試系統及測試方法，解決了現有技術中對各種元器件、固體材料、液體材料、氣體材料等物體進行交流阻抗測試時，缺乏適合測試頻率的測試設備的問題。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種高精度交流阻抗測試系統，包括

電腦主板，用于控制整套系統運行；

外圍設備，與電腦主板相連，用于人機交互；

電源模塊，為整套系統提供電源；

矢量信號測試模塊，與電腦主板相連，并通過標準參考電阻與被測件相連，用于測量被測件和標準參考電阻上的電壓數據，將其發送至電腦主板；

程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源，分別與電腦主板、矢量信號測試模塊、被測件相連，用于產生測試用的主信號和提供矢量信號測量模塊用的混頻本振信號；

誤差電流檢測模塊，與被測件相連，用于檢測測試信號通過被測件及平衡信號通過標準參考電阻產生的誤差電流；

程控平衡信號源，分別與誤差電流檢測模塊、矢量信號測量模塊及標準參考電阻相連，用于產生一個和測試信號頻率相同的信號。

在本發明一較佳實施例中，所述被測件通過HPOT端口與矢量信號測試模塊連接，被測件通過HCUR端口與程控高精度低失真度信號源和混頻本振信號源連接，被測件通過LCUR端口與標準參考電阻連接，被測件通過LPOT端口與誤差電流檢測模塊連接。