简单的偏移消除技术，用于小电容测量使用镊表
介绍
测量电容有三种主要方法可供选择:交流响应法、直流充放电法和电桥法。交流响应法和电桥法适用于 LCR 测量，而直流充放电法只适用于 RC 测量。
LCR-Reader-MPA 采用交流响应法和直流充放电法进行测量。对于电容范围在 1 mF 到 1 F 使用直流充放电方法更有效，而在 0.1 pF 到 1 mF 另一种方法可显示 0.1%的基本精度。
充放电方法使用已知的电流对电容器充放电，同时测量产生的电压的上升速率。电容值以上升速率为基础，上升速率越慢，电容越大。
交流响应方法通过设备传递已知的高频电流。从比率中记录产生的电压并计算阻抗的大小量。电压和电流之间的相位角，等效电容或电感可同时测量，并计算出电阻。
更复杂的测试设备使用其他方法，如电桥电路。该方法测量精度高，间接测量阻抗。电桥法还可以测量寄生电阻、电容和电感。这种方法是通过将元件放入电桥电路来实现的。另一条腿的值是变化的，通过这个来确定未知的阻抗值。
测量微小电容的方法综述发表在《测量微小电容变化的高精度方法》，Ashkan Ashrafi 和 Hossein Golnabi，《科学仪器评论》，第 70 卷第 8 期，1999 年 8 月。
图1
操作原理
LCR-Reader-MPA
图1 为 LCR 仪表方框图。电压源的电压通过一个限制100Ω 电阻应用到 DUT 连接点 a 和 b . V 测试信号的振幅和频率可调。也可以对被测工件施加正的或负的直流电压。
被测元件上的电压降由DAu 测量，电阻 Rj 上的电压降由 DAj 测量，与流经被测元件的电流成正比。对 ADC信号进行数字化后，根据公式 DUT 阻抗 Z =Rj* Vau/Vaj计算其阻抗。
用开短路探针校准时获得的阻抗(偏移量)的初始值存储在设备的存储器中，并在计算被测部件的阻抗时考虑，从而消除了由于设备内部寄生效应引起的偏移量。
被测元件可表示为以下等效电路之一:
(1) and (2): 交流测量串联电路 (3) and (4): 交流并联电路,(5,6,7) 二极管、电阻、电容的直流测量。
串联电路阻抗Z = Rs + iXs 并联电路阻抗 Z = 1/(1/Rp +1/iXp) 其中 Xs (Xp) < 0 如果电抗是电容性的，在 Xs(Xp) > 0 电抗是有感的。
参数的计算
电容C = 1/(2πf|Xs|) 其中 f 为测试频率。
电感L = Xs/(2πf). Q = |Xs|/Rs. D = 1/Q
当LCR-Reader-MPA 设置为自动模式时，它将选择最佳频率和等效电路进行测量。也可手动设定设备的具体测试参数;包括测量模式，测试信号的频率范围为 100 Hz 到 100kHz，并选择 1.0、0.5 和 0.1 Vrms 的测试电压。
MPA 使用通过被测元件的直流电流，允许测量电流和电压。使用 Ω 定律,计算直流电阻(RDC)。
电容是根据被测电容器在一定时间间隔充电时的电压变化和测量大于40mf 的元件时施加的电流来计算的。
