李小舟，王逸洲，吴康，金海彬

（北京东方计量测试研究所，北京100086）

0 引言

交流阻抗测量技术广泛应用于传统计量和传感器领域，近年来，随着技术的发展，生物、农业等领域也开始提出对高精度交流阻抗测量方面的需求［1-4］，因此，阻抗的高精度测量与校准日趋重要。目前，阻抗校准通常采用同轴电桥的方式，具有良好的准确性，但在装置搭建上操作复杂，测量带宽较窄（通常在1 kHz）。传统的阻抗分析仪虽操作方便，测量带宽较宽，但不确定度等参数较差，不能将其作为高精度电感测量装置使用［5-6］。

为解决传统电感测量装置测量范围窄、操作复杂、测量精度低等不足，设计了一种基于双源自动平衡电桥的高精度电感测量装置。平衡电桥是整套设备的基础，可以保证被测电感与标准阻抗流经相同的电流。基于数字相敏检波原理和拟牛顿迭代法的电桥自动平衡算法可自动将电桥调至平衡，有效提高了测量精度和测量效率［7-9］。基于高速数据采集卡的采样系统能够在电桥平衡后对标准阻抗和被测电感两端的电压进行测试，采样系统具有较高的采样频率和分辨力，实现了跨多个数量级的宽频电感测量［10-12］。

通过介绍电桥自动平衡的原理与实现方法，对采样系统的搭建与数据处理算法进行了研究，经仿真分析和实验验证，证明了装置在不同频率和电感下都能够满足高精度电感测量的需要。

1 系统构成与原理

1.1 系统构成

常用的阻抗测量方法包括电桥法、I-V测量法、RF I-V法等。……