对LCR测试仪进行校准和补偿的方法

　　进行校准

　　LCR测试仪进行校准的目的是给仪表定义一个能够保证测量精度的基准面，如图1所示。通常都是在仪表的测量端口上进行校准，在测量时用校准数据对原始数据进行修正。

　　是德科技 Keysight Technologies 采用自动平衡电桥技术的仪表在出厂时或是在维修中心都做过基础的校准，可以在一定时期内，不论在测量中对仪表进行何种设置，测量结果都可以达到仪表指标规定的测量精度，操作人员使用这种仪表时是不需要进行校准操作的。

　　对不采用自动平衡电桥技术的仪表而言，在仪表初始化和设置好测量条件之后，使用一套校准件对仪表进行基础校准是必须的。在使用校准件对这类仪表进行校准时，这个提示所提供的信息是很有用的。

　　一些测量仪表还提供固定校准模式和用户校准模式供使用者选择。固定校准模式是在预先设定 ( 固定 )的频率上对校准件进行测量得到校准数据。在固定校准频点之间，校准数据可以通过内插法计算出来。

　　固定校准模式在固定校准频率之间的频点上的内插数据有时会存在较大的误差，当测量频率较高时这些内插校准数据的误差可能会非常大。

　　用户校准模式是在与实际测量中所选择使用的频率完全一样的频点上对校准件进行测量得到教准数据，对于一些具体的测量而言，用户校准模式不会产生校准数据的内插误差。

　　特别需要注意的是，用户校准模式得到的校准数据仅对测量条件和校准条件 ( 指仪表的状态 ) 完全一样的情况有效。

　　图1. 校准面

　　进行补偿

　　补偿不同于校准，补偿对提高测量精度的效果取决于仪器的校准精度，因次必须在校准完成之后再执行补偿的操作。

　　如果可以把被测器件直接连在校准面上进行测量，那么仪表的测量结果是能够达到指标所规定的精度要求的。但是，通常都会在校准面和被测器件之间连接一个测试夹具或适配器，因而必须对这种中间部件的残留阻抗进行补偿才可以得到精确的测量结果。

　　由测试夹具或适配器引起的测量误差可能会非常大，而总的测量精度是由仪器的精度和被测器件与校准面之间的误差源组成的。

　　验证补偿的效果是否能使随后的测量正常进行是非常重要的。一般而言，在补偿时，开路条件下的补偿测量器件的阻抗值应当至少是被测器件阻抗值的 100 倍以上，而短路条件下的阻抗值应当低于被测器件阻抗值的 1/100。

　　开路补偿可降低或消除杂散电容，而短路补偿可降低或消除测量夹具引起的能够导致误差增大的残留电阻和电感。

　　在进行开路或短路补偿测量时，应该使补偿器件两个引脚 ( 即所谓 UNKNOWN 引脚 ) 之间的距离与实际测量时被测器件引脚之间的距离一样，这样可以保证补偿测量和实际测量所碰到的寄生阻抗是一致的。

　　当测量端口被扩展到是德科技提供的标准夹具距离之外、或者用户使用自己设计的测量夹具、或者在测量系统中还使用了扫描仪时 — 这些情况都涉及到在测量中又引入了额外的无源器件或电路 ( 例如巴仑、衰减器、滤波器等 )，那么在做补偿时，

　　除了要做开路和短路补偿之外，还要做负载补偿。进行负载补偿所用到的器件的阻抗值一定是已知的而且要精确，并且还应当选择与被测器件的阻抗 ( 在全部的测试条件下 )

　　和尺寸类似的器件做负载补偿器件。可把性能很稳定的电阻器或电容器当成负载补偿测量器件使用。

　　在选择补偿器件时一种比较实际的做法是先用一个标准夹具，在进行完开路和短路补偿之后再去测量准备当补偿负载用的器件，用这种方法来确定负载补偿器件的阻抗值，然后可以把这个阻抗值输入给仪表作为补偿测量标准件的值。

　　图2. 开路 / 短路补偿