Đo một con tụ bằng đồng hồ vạn năng có chức năng đo điện dung thì rất nhanh, nhưng con số thu được chỉ đúng ở một tần số cố định mà đồng hồ tự chọn — thường là vài trăm hertz. Vấn đề là linh kiện thụ động thay đổi giá trị theo tần số, theo mức tín hiệu kích thích và theo điện áp phân cực. Đó là lý do một phòng lab nghiêm túc cần máy đo LCR chuyên dụng. Máy đo LCR Keysight E4980AL phủ dải 20 Hz đến 1 MHz với sai số cơ bản 0,05%. Bài viết đi qua sáu phép đo thực tế và quy trình đúng cho từng phép đo.
Thông số nền cần nắm trước khi đo
Toàn bộ số liệu dưới đây lấy từ trang sản phẩm Keysight của E4980AL:
| Thông số | Giá trị | Ý nghĩa với phép đo |
|---|---|---|
| Dải tần | 20 Hz – 300 kHz / 500 kHz / 1 MHz | Ba mức trần theo tuỳ chọn; nâng cấp tần số được sau khi mua |
| Độ phân giải tần số | 4 chữ số ở mọi thang | Đặt đúng tần số làm việc thực tế của mạch |
| Sai số cơ bản | 0,05% | Đủ cho phân loại linh kiện và kiểm tra chất lượng đầu vào |
| Mức tín hiệu đo | 100 µV – 2 Vrms hoặc 1 µA – 20 mA | Quyết định kết quả với linh kiện phi tuyến |
| Phân cực một chiều | 1,5 / 2 V | Quan sát linh kiện dưới điều kiện phân cực |
| Quét danh sách | 201 điểm | Dựng đặc tuyến trong một lần chạy |
| Đo điện trở một chiều | Có | Lấy cả thông số xoay chiều và một chiều trong một lần kẹp |
| Giao tiếp | LAN, USB, GPIB | Ghép vào hệ thống phân loại tự động |
Bốn cổng đo trên mặt máy mang nhãn Lcur, Lpot, Hpot và Hcur — đây là cấu hình bốn cặp đầu cuối, kỹ thuật tách hoàn toàn đường dẫn dòng khỏi đường cảm nhận áp. Chính cấu hình này là lý do máy giữ được độ lặp lại ở cả vùng trở kháng rất thấp và rất cao.
Ứng dụng 1 — Đo tụ điện đúng tần số làm việc
Điện dung của tụ gốm nhiều lớp không phải hằng số. Nó thay đổi theo tần số, theo điện áp đặt lên và theo nhiệt độ. Đo tại 1 kHz rồi dùng con số đó cho một mạch chuyển mạch làm việc ở 200 kHz là so sánh hai đại lượng khác nhau.
Quy trình đúng: đặt tần số đo bằng đúng tần số làm việc của mạch — độ phân giải 4 chữ số ở mọi thang cho phép làm việc này chính xác — rồi chọn kiểu hiển thị phù hợp. Với tụ gốm giá trị lớn dùng cho lọc nguồn, kiểu Cs-Rs cho biết cả điện dung nối tiếp lẫn điện trở nối tiếp; với tụ giá trị nhỏ dùng cho mạch cộng hưởng, kiểu Cp-D phù hợp hơn.
Ứng dụng 2 — Đo điện trở nối tiếp tương đương của tụ lọc nguồn
Điện trở nối tiếp tương đương là đại lượng quyết định tuổi thọ của tụ lọc trong bộ nguồn xung: khi tụ suy giảm, điện dung có thể còn gần như cũ nhưng điện trở nối tiếp tăng rõ rệt, làm tụ nóng lên và hỏng nhanh hơn.
Chọn kiểu Cs-Rs và đặt tần số quanh vùng làm việc của bộ nguồn. Đây là phép đo mà sai số cơ bản 0,05% cùng độ lặp lại tốt ở vùng trở kháng thấp thực sự quan trọng — vì đại lượng cần phân giải chỉ cỡ vài chục mili-ôm, và điều bạn muốn biết là chênh lệch giữa tụ tốt và tụ đã suy giảm, không phải giá trị tuyệt đối.
Ứng dụng 3 — Đo cuộn cảm dưới điều kiện phân cực
Cuộn cảm trong bộ chuyển đổi nguồn xung làm việc với dòng một chiều chạy qua. Khi lõi từ tiến gần bão hoà, điện cảm tụt — và mức tụt này không hiện ra nếu đo ở điều kiện không phân cực.
E4980AL cấp phân cực một chiều 1,5/2 V, cho phép quan sát xu hướng thay đổi của điện cảm khi có phân cực thay vì chỉ có số liệu ở trạng thái không tải. Kết hợp với quét danh sách, có thể dựng nhanh đường cong điện cảm theo tần số ở điều kiện phân cực để so sánh giữa các nhà cung cấp linh kiện.
Ứng dụng 4 — Chọn mức kích thích cho linh kiện phi tuyến
Đây là phần hay bị bỏ qua nhất trong đo LCR. Với vật liệu sắt từ hoặc tụ gốm loại 2, giá trị đo được phụ thuộc trực tiếp vào mức tín hiệu kích thích. Hai phòng thí nghiệm đo cùng một linh kiện, ra hai kết quả khác nhau, và cả hai đều đúng — chỉ vì mức kích thích khác nhau.
Máy cho phép đặt mức đo theo điện áp từ 100 µV đến 2 Vrms, hoặc theo dòng từ 1 µA đến 20 mA, kèm chức năng điều khiển mức tự động để giữ mức thực tế trên linh kiện đúng như giá trị đặt. Nguyên tắc làm việc: mức kích thích đã dùng phải nằm trong báo cáo đo. Không có con số này, kết quả không tái lập được và không so sánh được với bất kỳ ai.
Ứng dụng 5 — Quét đặc tuyến bằng danh sách 201 điểm
Khi cần đường cong trở kháng theo tần số — ví dụ để tìm tần số cộng hưởng riêng của một tụ, tức điểm mà tụ bắt đầu hành xử như cuộn cảm — nhập tay từng điểm vừa chậm vừa đưa vào sai lệch, vì mỗi lần thao tác là một lần thay đổi tiếp xúc cơ khí ở đồ gá.
Chức năng quét danh sách chạy 201 điểm trong một lần, giữ nguyên điều kiện kẹp suốt quá trình. Đây cũng là chức năng nền cho ứng dụng phân loại linh kiện tự động: đặt các ngưỡng phân loại rồi để máy tự gán bin cho từng linh kiện đi qua.
Ứng dụng 6 — Lấy điện trở một chiều trong cùng lần kẹp
Với cuộn cảm và biến áp, điện trở một chiều của cuộn dây là thông số quan trọng ngang với điện cảm — nó quyết định tổn hao đồng và độ tăng nhiệt. Chức năng đo điện trở một chiều tích hợp cho phép lấy cả thông số xoay chiều lẫn điện trở một chiều mà không phải tháo linh kiện khỏi đồ gá, tức là không phải bù lại và không đưa thêm biến số vào phép đo.
Sáu bước để số đọc lặp lại được
Bù hở mạch và ngắn mạch trước mỗi cấu hình đồ gá — đổi kẹp, đổi dây hay đổi chiều dài cáp đều buộc phải bù lại. Chọn tần số theo điều kiện làm việc thật của mạch. Ghi rõ mức tín hiệu đã dùng vào báo cáo. Chọn đúng mạch tương đương nối tiếp cho trở kháng thấp và song song cho trở kháng cao. Xả điện linh kiện trước khi kẹp — điện áp tại cổng đo giới hạn ±42 V đỉnh và cảnh báo in trên mặt máy không phải hình thức. Cuối cùng, dùng quét danh sách thay cho nhập tay từng điểm.
E4980AL nằm ở đâu trong họ máy đo LCR
Nếu đang cân nhắc giữa các model trong họ, bài so sánh máy đo LCR E4980AL phân tích các lựa chọn trần tần số. Bài đánh giá E4980AL về độ chính xác và dải tần đi sâu vào phần thông số, còn bài E4980AL theo ngành nghề nhìn từ góc độ ứng dụng theo lĩnh vực. Danh mục đầy đủ nằm ở trang thiết bị đo lường.
Mua Keysight E4980AL chính hãng ở đâu
Techmaster Electronics là đại lý uỷ quyền của Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn được ANAB (Hoa Kỳ) công nhận theo ISO/IEC 17025 và hỗ trợ kỹ thuật trọn đời. Xem cấu hình, tuỳ chọn trần tần số và giá tại trang Keysight E4980AL, hoặc liên hệ đội kỹ thuật để được tư vấn chọn đồ gá đo phù hợp với loại linh kiện của bạn.
Câu hỏi thường gặp
Keysight E4980AL đo được dải tần và độ chính xác nào?
E4980AL là máy đo LCR chính xác với dải tần từ 20 Hz tới 300 kHz, 500 kHz hoặc 1 MHz tuỳ tuỳ chọn, độ phân giải tần số 4 chữ số ở mọi thang và sai số cơ bản 0,05%. Mức tín hiệu đo đặt được từ 100 µV đến 2 Vrms hoặc từ 1 µA đến 20 mA, phân cực một chiều 1,5/2 V. Máy có chức năng đo điện trở một chiều, quét danh sách 201 điểm và các giao tiếp LAN, USB, GPIB. Trần tần số nâng cấp được sau khi mua.
Vì sao phải đo tụ ở đúng tần số làm việc?
Điện dung của tụ gốm nhiều lớp thay đổi theo tần số, theo điện áp đặt lên và theo nhiệt độ, nên giá trị đo tại 1 kHz không mô tả đúng hành vi của tụ trong một mạch chuyển mạch làm việc ở hàng trăm kilohertz. Dải 20 Hz đến 1 MHz với độ phân giải tần số 4 chữ số tồn tại chính là để đặt điểm đo trùng với điều kiện làm việc thực tế của mạch.
Bốn cổng Lcur, Lpot, Hpot, Hcur trên E4980AL dùng để làm gì?
Đó là cấu hình bốn cặp đầu cuối, kỹ thuật tách hoàn toàn đường dẫn dòng kích thích khỏi đường cảm nhận điện áp. Nhờ vậy trở kháng của dây đo và của tiếp xúc không cộng vào kết quả, giúp máy giữ được độ lặp lại ở cả vùng trở kháng rất thấp như điện trở nối tiếp của tụ lọc lẫn vùng trở kháng rất cao. Mọi phép bù hở mạch và ngắn mạch phải thực hiện lại mỗi khi thay đổi đồ gá hoặc chiều dài cáp.
