CN110927504A - 一种基于lcr的组合网络的分析方法、装置及设备 - Google Patents

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CN110927504A
CN110927504A CN201911301624.6A CN201911301624A CN110927504A CN 110927504 A CN110927504 A CN 110927504A CN 201911301624 A CN201911301624 A CN 201911301624A CN 110927504 A CN110927504 A CN 110927504A
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tested
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alternating current
network
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赵亮
孙兵
陈小平
朱宏伟
张迪
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Suzhou University
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种基于LCR的组合网络的分析方法，由于待测元器件中不同的结构组成会展现出不同的直流阻抗，本发明能够根据待测元器件的直流阻抗确定出待测元器件的结构组成备选组，且由于待测元器件的不同的结构组成也会具有不同的交流阻抗与交流频率的对应关系，然后可以根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗，从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成，能够快速准确地确定出待测元器件的结构组成，提高了工作效率。本发明还公开了一种基于LCR的组合网络的分析装置及设备，具有如上基于LCR的组合网络的分析方法相同的有益效果。

Description

一种基于LCR的组合网络的分析方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及电子器件领域，特别是涉及一种基于LCR的组合网络的分析方法，本发明还涉及一种基于LCR的组合网络的分析装置及设备。
背景技术
某些元器件是由基础元件电感L、电阻R以及电容C其中的一种或两种组合而成，例如单独的R或者由L与C并联的元器件等，电子设备的开发与调试需要测量这些元器件中每个基础元件的参数，例如测试单独电阻的阻值，或者测试LC并联元器件中L的电感值以及C的电容值等，而且在测试每个基础元件的参数之前需要知道待测元器件的结构组成，若遗忘了待测元器件的结构组成，那么便无法测量得到待测元器件中基础元件的参数，只能耗费大量时间去查询资料中是否记载有待测元器件的结构组成，降低了工作效率。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于LCR的组合网络的分析方法，能够快速准确地确定出待测元器件的结构组成，提高了工作效率；本发明的另一目的是提供一种基于LCR的组合网络的分析装置及设备，能够快速准确地确定出待测元器件的结构组成，提高了工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于LCR的组合网络的分析方法，包括：
将直流信号加载在待测元器件上并获取所述待测元器件的直流阻抗；
根据所述直流阻抗以及预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系确定出与所述直流阻抗对应的结构组成备选组；
将多个预设频率的交流信号依次加载在所述待测元器件上，并测量在不同的所述预设频率的所述交流信号下所述待测元器件的交流阻抗；
根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成。
优选地，所述预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系具体为：
当直流阻抗为零时，所述待测元器件的结构组成备选组为包括电感L、L与电阻R的并联网络以及L与电容C的并联网络的结构组成备选组；
当直流阻抗为大于零的常数时，所述待测元器件的结构组成备选组为包括R、L与R的串联网络以及R与C的并联网络的结构组成备选组；
当直流阻抗为趋于无穷大时，所述待测元器件的结构组成备选组为包括C、R与C的串联网络以及L与C的串联网络的结构组成备选组。
优选地，所述根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成具体为：
根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗确定出所述待测元器件的频率与阻抗的对应关系；
根据所述待测元器件的频率与阻抗的对应关系从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成。
优选地，所述根据所述待测元器件的频率与阻抗的对应关系从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成具体为：
当所述结构组成备选组为包括电感L、L与电阻R的并联网络以及L与电容C的并联网络的结构组成备选组时：
若所述待测元器件的阻抗变化率为大于零的常数，则所述待测元器件的结构组成为电感；
若所述阻抗变化率与所述交流信号的频率成正相关，则所述待测元器件的结构组成为LR并联网络；
若所述阻抗变化率随着所述频率的增加由正到负变化，则所述待测元器件的结构组成为LC并联网络；
当所述结构组成备选组为包括R、L与R的串联网络以及R与C的并联网络的结构组成备选组时：
若所述待测元器件的阻抗为大于零的常数，则所述待测元器件的结构组成为电阻；
若所述待测元器件的阻抗变化率与所述频率成正相关，则所述待测元器件的结构组成为LR串联网络；
若所述阻抗变化率与所述频率成负相关，则所述待测元器件的结构组成为RC并联网络；
当所述结构组成备选组为包括C、R与C的串联网络以及L与C的串联网络的结构组成备选组时：
若所述阻抗变化率为大于零的常数，则所述待测元器件的结构组成为电容；
若所述阻抗变化率与所述频率成负相关，则所述待测元器件的结构组成为RC串联网络；
若所述阻抗变化率随着所述频率的增加由负到正变化，则所述待测元器件的结构组成为LC串联网络。
优选地，该基于LCR的组合网络的分析方法还包括：
控制提示器提示所述待测元器件的结构组成。
优选地，所述根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成之后，该基于LCR的组合网络的分析方法还包括：
根据所述待测元器件的结构组成、加载在所述待测元器件上的交流信号的参数数据以及流经所述待测元器件的电流值计算出所述待测元器件中各个基础元件的参数。
优选地，所述将直流信号加载在待测元器件上并获取所述待测元器件的直流阻抗具体为：
将直流信号加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端，根据所述直流信号的电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的直流阻抗；
所述将多个预设频率的交流信号依次加载在所述待测元器件上，并测量在不同的所述预设频率的所述交流信号下所述待测元器件的交流阻抗具体为：
将多个预设频率的交流信号依次加载在所述串联电路的两端，根据所述交流信号的有效电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的交流阻抗；
所述根据所述待测元器件的结构组成、加载在所述待测元器件上的交流信号的参数数据以及流经所述待测元器件的电流值计算出所述待测元器件中各个基础元件的参数具体为：
根据所述待测元器件的结构组成、加载在所述待测元器件上的交流信号的电压有效值、所述交流信号的预设频率、所述待测元器件的电压有效值以及所述分压电阻的阻值，计算出所述待测元器件中各个基础元件的参数。
优选地，所述将直流信号加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端，根据所述直流信号的电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的直流阻抗具体为：
控制稳压电路加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端；
根据所述稳压电路输出的直流信号的电压值、通过电压采样电路采样得到的所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的直流阻抗；
所述将多个预设频率的交流信号依次加载在所述串联电路的两端，根据所述交流信号的有效电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的交流阻抗具体为：
控制正弦波生成电路加载在所述串联电路的两端，并控制所述正弦波生成电路将多个预设频率的交流信号依次加载在所述串联电路的两端；
根据所述交流信号的有效电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的交流阻抗。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于LCR的组合网络的分析装置，包括：
第一控制模块，用于将直流信号加载在待测元器件上并获取所述待测元器件的直流阻抗；
第一确定模块，用于根据所述直流阻抗以及预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系确定出与所述直流阻抗对应的结构组成备选组；
第二控制模块，用于将多个预设频率的交流信号依次加载在所述待测元器件上，并测量在不同的所述预设频率的所述交流信号下所述待测元器件的交流阻抗；
第二确定模块，用于根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于LCR的组合网络的分析设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述基于LCR的组合网络的分析方法的步骤。
本发明提供了一种基于LCR的组合网络的分析方法，由于待测元器件中不同的结构组成会展现出不同的直流阻抗，本发明能够根据待测元器件的直流阻抗确定出待测元器件的结构组成备选组，且由于待测元器件的不同的结构组成也会具有不同的交流阻抗与交流频率的对应关系，然后可以根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗，从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成，能够快速准确地确定出待测元器件的结构组成，提高了工作效率。
本发明还提供了一种基于LCR的组合网络的分析装置及设备，具有如上基于LCR的组合网络的分析方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析方法的流程示意图；
图2为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析系统的结构示意图；
图3为本发明提供的一种正弦波生成电路的结构示意图；
图4为本发明提供的一种真值有效值转换电路的结构示意图；
图5为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析装置的结构示意图；
图6为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种基于LCR的组合网络的分析方法，能够快速准确地确定出待测元器件的结构组成，提高了工作效率；本发明的另一核心是提供一种基于LCR的组合网络的分析装置及设备，能够快速准确地确定出待测元器件的结构组成，提高了工作效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析方法的流程示意图，包括：
步骤S1：将直流信号加载在待测元器件上并获取待测元器件的直流阻抗；
具体的，待测元器件也即基于LCR的组合网络的组成通常可以为单一的基础元件L、C或R，也可以为由L、C或R其中的任意两种组成的串联或者并联网络，可以包括LR并联网络、LC并联网络、LR串联网络、RC并联网络、RC串联网络以及LC串联网络。
其中，由于以上的各种基于LCR的组合网络的直流阻抗各有区别，例如其中的A、B以及C三种基于LCR的组合网络具有相同类型的直流阻抗等，因此可以将直流信号加载在待测元器件上并获取待测元器件的直流阻抗，获取的直流阻抗可以作为后续步骤的数据基础。
步骤S2：根据直流阻抗以及预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系确定出与直流阻抗对应的结构组成备选组；
具体的，由于不同的基于LCR的组合网络具有不同的直流阻抗，因此可以分析出具有相同的直流阻抗类型的基于LCR的组合网络，并因此预先建立直流阻抗与结构组成备选组的对应关系，如此一来，在获得待测元器件的直流阻抗后，便能够根据预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系确定出待测元器件属于哪个结构组成备选组，该结构组成备选组内包含的多个结构组成都有可能是待测元器件的结构组成，本发明实施例相当于是缩小了待测元器件可能的结构组成的范围，以便后续步骤中在确定出的结构组成备选组中进一步地确定出待测元器件的准确的结构组成。
步骤S3：将多个预设频率的交流信号依次加载在待测元器件上，并测量在不同的预设频率的交流信号下待测元器件的交流阻抗；
具体的，由于待测元器件的交流阻抗与交流频率的对应关系不同，因此可以将多个预设频率的交流信号依次加载在待测元器件上，并测量在不同的预设频率的交流信号下待测元器件的交流阻抗，在这个过程中会记录每个预设频率所对应的交流阻抗。
具体的，可以每次将一个预设频率的交流信号加载在待测元器件上，并获取在这个预设频率的交流信号下的待测元器件的交流阻抗，然后依次得到每个预设频率的交流信号下的待测元器件的交流阻抗，记录的这些预设频率对应的交流阻抗可以作为后续步骤的数据处理基础。
其中，预设频率的数目可以为多种，例如可以为两种等，本发明实施例在此不做限定。
步骤S4：根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗，从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成。
具体的，由于待测元器件的交流阻抗与交流频率的对应关系不同，根据待测元器件在不同预设频率的交流信号下的交流阻抗便能得到交流阻抗与预设频率的对应关系，依据待测元器件的交流阻抗与预设频率的对应关系便能够确定出待测元器件的结构组成属于结构组成备选组中的哪一种。
本发明提供了一种基于LCR的组合网络的分析方法，由于待测元器件中不同的结构组成会展现出不同的直流阻抗，本发明能够根据待测元器件的直流阻抗确定出待测元器件的结构组成备选组，且由于待测元器件的不同的结构组成也会具有不同的交流阻抗与交流频率的对应关系，然后可以根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗，从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成，能够快速准确地确定出待测元器件的结构组成，提高了工作效率。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系具体为：
当直流阻抗为零时，待测元器件的结构组成备选组为包括电感L、L与电阻R的并联网络以及L与电容C的并联网络的结构组成备选组；
当直流阻抗为大于零的常数时，待测元器件的结构组成备选组为包括R、L与R的串联网络以及R与C的并联网络的结构组成备选组；
当直流阻抗为趋于无穷大时，待测元器件的结构组成备选组为包括C、R与C的串联网络以及L与C的串联网络的结构组成备选组。
具体的，对于上述提到的所有的基于LCR的组合网络来说，其在被加载直流信号时所展现出来的直流阻抗共可分为三种类型，即零、大于零的常数以及趋于无穷大，每种类型的结构组成便可以作为一个结构组成备选组，依据上述的直流阻抗与结构组成备选组的对应关系便可以缩小待测元器件的结构组成的范围，且准确性较高。
当然，除此之外，预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系还可以为其他多种形式，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗，从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成具体为：
根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗确定出待测元器件的频率与阻抗的对应关系；
根据待测元器件的频率与阻抗的对应关系从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成。
具体的，确定出的待测元器件的频率与阻抗的对应关系可以有多种形式，例如可以为大概的趋势变化，也可以为表达式，还可以为关系曲线等，本发明实施例在此不做限定。
其中，在待测元器件的频率与阻抗的对应关系确定出来之后，便可以分析结构组成备选组中的哪种结构组成符合确定出来的待测元器件的频率与阻抗的对应关系，从而便能够确定出待测元器件的准确的结构组成。
其中，本发明实施例中的各个步骤均可以在处理器中执行，提高了自动化程度以及确定速度，且准确性较高。
作为一种优选的实施例，根据待测元器件的频率与阻抗的对应关系从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成具体为：
当结构组成备选组为包括电感L、L与电阻R的并联网络以及L与电容C的并联网络的结构组成备选组时：
若待测元器件的阻抗变化率为大于零的常数，则待测元器件的结构组成为电感；
若阻抗变化率与交流信号的频率成正相关，则待测元器件的结构组成为LR并联网络；
若阻抗变化率随着频率的增加由正到负变化，则待测元器件的结构组成为LC并联网络；
当结构组成备选组为包括R、L与R的串联网络以及R与C的并联网络的结构组成备选组时：
若待测元器件的阻抗为大于零的常数，则待测元器件的结构组成为电阻；
若待测元器件的阻抗变化率与频率成正相关，则待测元器件的结构组成为LR串联网络；
若阻抗变化率与频率成负相关，则待测元器件的结构组成为RC并联网络；
当结构组成备选组为包括C、R与C的串联网络以及L与C的串联网络的结构组成备选组时：
若阻抗变化率为大于零的常数，则待测元器件的结构组成为电容；
若阻抗变化率与频率成负相关，则待测元器件的结构组成为RC串联网络；
若阻抗变化率随着频率的增加由负到正变化，则待测元器件的结构组成为LC串联网络。
具体的，每一种的结构组成备选组中的各个结构组成的基于LCR的组合网络的频率与阻抗的对应关系均有各自的特征，例如当结构组成备选组为包括电感L、L与电阻R的并联网络以及L与电容C的并联网络的结构组成备选组时，若待测元器件的阻抗变化率为大于零的常数，则待测元器件的结构组成为电感；若阻抗变化率与交流信号的频率成正相关，则待测元器件的结构组成为LR并联网络；若阻抗变化率随着频率的增加由正到负变化，则待测元器件的结构组成为LC并联网络；因此在分析出待测元器件的频率与阻抗的对应关系后，便可以通过判断结构组成备选组中那个结构组成与待测元器件的阻抗与频率的对应关系一致，确定出待测元器件的结构组成。
具体的，通过如下各结构组成的阻抗表达式可以看出各种结构组成的待测元器件的阻抗与频率的对应关系，其中：
L阻抗Z＝jωL；
LR并联网络的阻抗
Figure BDA0002321948670000101
LC并联网络的阻抗
Figure BDA0002321948670000102
R的阻抗Z＝R；
LR串联网络的阻抗Z＝jωL+R；
RC并联网络的阻抗
Figure BDA0002321948670000103
C的阻抗
Figure BDA0002321948670000104
RC串联网络的阻抗
Figure BDA0002321948670000105
LC串联网络的阻抗
Figure BDA0002321948670000106
当然，除了上述的具体过程外，根据待测元器件的频率与阻抗的对应关系从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成还可以为其他具体形式，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，该基于LCR的组合网络的分析方法还包括：
控制提示器提示待测元器件的结构组成。
具体的，本发明实施例中可以通过提示器可以直接将待测元器件的结构组成提示出来，工作人员可以通过提示迅速获知待测元器件的结构组成，提高了工作效率。
其中，提示器可以为多种类型，例如可以为显示器等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗，从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成之后，该基于LCR的组合网络的分析方法还包括：
根据待测元器件的结构组成、加载在待测元器件上的交流信号的参数数据以及流经待测元器件的电流值计算出待测元器件中各个基础元件的参数。
具体的，本发明实施例可以在确定出待测元器件的结构组成之后同时根据加载在待测元器件上的交流信号的参数数据以及流经待测元器件的电流值计算出待测元器件中各个基础元件的参数，提升了工作效率。
其中，由于本发明实施例可以应用在处理器中，处理器将交流信号加载在待测元器件上，因此可以得知交流信号的参数数据，而流经待测元器件的电流值可以通过分压电阻分压计算的形式或者通过电流传感器检测得到，本发明实施例在此不做限定。
当然，除了本发明实施例提供的待测元器件中各个基础元件的参数的计算方法外，待测元器件中各个基础元件的参数的计算方法还可以为多种，本发明实施例在此不做限定。
为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析系统的结构示意图，作为一种优选的实施例，将直流信号加载在待测元器件上并获取待测元器件的直流阻抗具体为：
将直流信号加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端，根据直流信号的电压值、待测元器件的有效电压值以及分压电阻的阻值计算出待测元器件的直流阻抗；
将多个预设频率的交流信号依次加载在待测元器件上，并测量在不同的预设频率的交流信号下待测元器件的交流阻抗具体为：
将多个预设频率的交流信号依次加载在串联电路的两端，根据交流信号的有效电压值、待测元器件的有效电压值以及分压电阻的阻值计算出待测元器件的交流阻抗；
根据待测元器件的结构组成、加载在待测元器件上的交流信号的参数数据以及流经待测元器件的电流值计算出待测元器件中各个基础元件的参数具体为：
根据待测元器件的结构组成、加载在待测元器件上的交流信号的电压有效值、交流信号的预设频率、待测元器件的电压有效值以及分压电阻的阻值，计算出待测元器件中各个基础元件的参数。
具体的，在图2中A/D(模数转换)模块、开关控制模块以及数据处理模块组成的整体可以看作处理器，处理器可以通过对正弦波生成电路以及稳压电路同时连接的开关的控制实现将稳压电路与串联电路(待测元器件与分压电阻组成)接通，然后真值有效值转换电路便可以获取待测元器件的有效电压值并传输至处理器，接着处理器可以通过开关控制将正弦波生成电路与串联电路接通，并通过对正弦波生成电路的频率进行控制，以便依次将不同预设频率的交流信号加载在串联电路上，在此过程中通过真值有效值转换电路采集待测元器件的电压有效值，并且处理器还可以控制显示屏显示最终计算得到的待测元器件的结构组成以及待测元器件中基础元件的参数。
另外，在图2中，还加入了多个运算放大器以实现对电路的隔离，防止上下游的电能互相影响。
其中，请参考图3以及图4，图3为本发明提供的一种正弦波生成电路的结构示意图，图4为本发明提供的一种真值有效值转换电路的结构示意图。
当然，除了图3以及图4中的具体形式外，正弦波生成电路还可以为其他多种形式，真值有效值转换电路还可以为其他多种形式，而且真值有效值转换还可以在处理器内部通过运算实现，本发明实施例在此不做限定。
具体的，为了便于计算出待测元器件的阻抗，本发明实施例中的直流信号以及交流信号均加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端，而且分压电阻的阻值已知，再测得待测元器件上的电压有效值便可以计算出待测元器件的直流阻抗以及交流阻抗。
其中，加上分压电阻还可以便于在后续步骤中对于待测元器件中各个基础元件的参数进行计算，由于根据交流信号的电压有效值、待测元器件的电压有效值以及分压电阻的阻值可以快速便捷地计算出流经待测元器件的电流值，然后再结合交流信号的预设频率便可以快速计算出各个基础原件的参数。
当然，除了本发明实施例中的具体计算形式外，计算直流阻抗、交流阻抗以及待测元器件中各个基础元件的参数还可以为其他具体过程，本发明实施例在此不做限定。
具体的，当待测元器件的结构组成为L、R以及C其中一种时，参数计算如下：
设串联电路中分压电阻的阻抗模为R0，L、R以及C的阻抗为Z0，交流信号的角频率为ω，交流信号的电压有效值为Vsrms，待测元器件上的电压有效值为Vrms，当待测元器件为电阻时，其阻值
Figure BDA0002321948670000131
其中，可以通过上式分别记录激励是直流信号、低频正弦信号、高频正弦信号时电阻的阻值平均值以减少误差，电阻在分压电路中电压的有效值；当待测元器件为电容时，
Figure BDA0002321948670000132
其中，可以记录激励是低频正弦信号时，电容在分压电路中电压的有效值，此时电容阻抗较大，分得电压较高，采样精度较高；当待测元器件为电感时，
Figure BDA0002321948670000133
其中，可以记录激励是高频正弦信号时，电感在分压电路中电压的有效值，此时电感阻抗较大，分得电压较高，采样精度较高。
具体的，当待测元器件的结构组成为LR、RC以及LC其中一种时，参数计算如下：
设分压电路中分压电阻的阻抗模为R0，LR、RC、LC构成的组合网络的阻抗为Z0，加载最低频信号的角频率为ωl，加载最高频信号的角频率为ωh，交流信号的电压有效值为Vsrms，加载最低频交流信号时待测元器件上的电压有效值为
Figure BDA0002321948670000141
加载最高频交流信号时待测元器件上的电压有效值为
Figure BDA0002321948670000142
当待测元器件为RC串联网络时，待测元器件阻抗的模为
Figure BDA0002321948670000143
联立加载最高频的交流信号时待测元器件上有效电压值以及加载最低频的交流信号时待测元器件上有效电压值的分压关系式，即：
Figure BDA0002321948670000144
可解出
Figure BDA0002321948670000145
当待测元器件为RC并联网络时，待测元器件阻抗的模为
Figure BDA0002321948670000146
联立加载最高频的交流信号时待测元器件上有效电压值以及加载最低频的交流信号时待测元器件上有效电压值的分压关系式，即：
Figure BDA0002321948670000151
可解出
Figure BDA0002321948670000152
当待测元器件为LR串联网络时，待测元器件阻抗的模为
Figure BDA0002321948670000153
联立加载最高频率的交流信号时待测元器件上电压有效值和加载最低频率的交流信号时待测元器件上电压有效值的分压关系式，即：
Figure BDA0002321948670000154
可解出
Figure BDA0002321948670000155
当待测元器件为LR并联网络时，待测元器件阻抗的模为
Figure BDA0002321948670000156
联立加载最高频率的交流信号时待测元器件上电压有效值和加载最低频率的交流信号时待测元器件上电压有效值的分压关系式，即：
Figure BDA0002321948670000161
可解出
Figure BDA0002321948670000162
当待测元器件为LC串联网络时，待测元器件阻抗的模为
Figure BDA0002321948670000163
联立加载最高频率的交流信号时待测元器件上电压有效值和加载最低频率的交流信号时待测元器件上电压有效值的分压关系式，即：
Figure BDA0002321948670000164
设LC串联谐振网络的谐振频率
Figure BDA0002321948670000165
则：
当满足ωl＜ωh＜ω0，可解出
Figure BDA0002321948670000166
当满足ωl＜ω0＜ωh，可解出
Figure BDA0002321948670000167
当满足ω0＜ωl＜ωh，可解出
Figure BDA0002321948670000171
当待测元器件为LC并联网络时，待测元器件阻抗的模为
Figure BDA0002321948670000172
联立加载最高频率的交流信号时待测元器件上电压有效值和加载最低频率的交流信号时待测元器件上电压有效值的分压关系式，即：
Figure BDA0002321948670000173
设LC并联谐振网络的谐振频率ω0，则：
当满足ωl＜ωh＜ω0，可解出
Figure BDA0002321948670000174
当满足ωl＜ω0＜ωh，可解出
Figure BDA0002321948670000175
当满足ω0＜ωl＜ωh，可解出
Figure BDA0002321948670000181
作为一种优选的实施例，将直流信号加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端，根据直流信号的电压值、待测元器件的有效电压值以及分压电阻的阻值计算出待测元器件的直流阻抗具体为：
控制稳压电路加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端；
根据稳压电路输出的直流信号的电压值、通过电压采样电路采样得到的待测元器件的有效电压值以及分压电阻的阻值计算出待测元器件的直流阻抗；
将多个预设频率的交流信号依次加载在串联电路的两端，根据交流信号的有效电压值、待测元器件的有效电压值以及分压电阻的阻值计算出待测元器件的交流阻抗具体为：
控制正弦波生成电路加载在串联电路的两端，并控制正弦波生成电路将多个预设频率的交流信号依次加载在串联电路的两端；
根据交流信号的有效电压值、待测元器件的有效电压值以及分压电阻的阻值计算出待测元器件的交流阻抗。
具体的，稳压电路可以提供稳定的直流信号，且具有成本低的优点。
当然，除了稳压电路外，还可以通过其他方式提供直流信号，本发明实施例在此不做限定。
具体的，正弦波生成电路具有成本低、稳定性强以及易控制的优点。
当然，除了正弦波生成电路外，还可以通过其他方式提供交流信号，本发明实施例在此不做限定。
请参考图5，图5为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析装置的结构示意图，包括：
第一控制模块1，用于将直流信号加载在待测元器件上并获取待测元器件的直流阻抗；
第一确定模块2，用于根据直流阻抗以及预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系确定出与直流阻抗对应的结构组成备选组；
第二控制模块3，用于将多个预设频率的交流信号依次加载在待测元器件上，并测量在不同的预设频率的交流信号下待测元器件的交流阻抗；
第二确定模块4，用于根据待测元器件在不同的预设频率的交流信号下的交流阻抗，从结构组成备选组中确定出待测元器件的结构组成。
对于本发明实施例中提供的基于LCR的组合网络的分析装置的介绍请参照前述的基于LCR的组合网络的分析方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
请参考图6，图6为本发明提供的一种基于LCR的组合网络的分析设备的结构示意图，包括：
存储器5，用于存储计算机程序；
处理器6，用于执行计算机程序时实现如前述实施例中的基于LCR的组合网络的分析方法的步骤。
对于本发明实施例中提供的基于LCR的组合网络的分析设备的介绍请参照前述的基于LCR的组合网络的分析方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，包括：
将直流信号加载在待测元器件上并获取所述待测元器件的直流阻抗；
根据所述直流阻抗以及预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系确定出与所述直流阻抗对应的结构组成备选组；
将多个预设频率的交流信号依次加载在所述待测元器件上，并测量在不同的所述预设频率的所述交流信号下所述待测元器件的交流阻抗；
根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成。
2.根据权利要求1所述的基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，所述预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系具体为：
当直流阻抗为零时，所述待测元器件的结构组成备选组为包括电感L、L与电阻R的并联网络以及L与电容C的并联网络的结构组成备选组；
当直流阻抗为大于零的常数时，所述待测元器件的结构组成备选组为包括R、L与R的串联网络以及R与C的并联网络的结构组成备选组；
当直流阻抗为趋于无穷大时，所述待测元器件的结构组成备选组为包括C、R与C的串联网络以及L与C的串联网络的结构组成备选组。
3.根据权利要求2所述的基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，所述根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成具体为：
根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗确定出所述待测元器件的频率与阻抗的对应关系；
根据所述待测元器件的频率与阻抗的对应关系从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成。
4.根据权利要求3所述的基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，所述根据所述待测元器件的频率与阻抗的对应关系从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成具体为：
当所述结构组成备选组为包括电感L、L与电阻R的并联网络以及L与电容C的并联网络的结构组成备选组时：
若所述待测元器件的阻抗变化率为大于零的常数，则所述待测元器件的结构组成为电感；
若所述阻抗变化率与所述交流信号的频率成正相关，则所述待测元器件的结构组成为LR并联网络；
若所述阻抗变化率随着所述频率的增加由正到负变化，则所述待测元器件的结构组成为LC并联网络；
当所述结构组成备选组为包括R、L与R的串联网络以及R与C的并联网络的结构组成备选组时：
若所述待测元器件的阻抗为大于零的常数，则所述待测元器件的结构组成为电阻；
若所述待测元器件的阻抗变化率与所述频率成正相关，则所述待测元器件的结构组成为LR串联网络；
若所述阻抗变化率与所述频率成负相关，则所述待测元器件的结构组成为RC并联网络；
当所述结构组成备选组为包括C、R与C的串联网络以及L与C的串联网络的结构组成备选组时：
若所述阻抗变化率为大于零的常数，则所述待测元器件的结构组成为电容；
若所述阻抗变化率与所述频率成负相关，则所述待测元器件的结构组成为RC串联网络；
若所述阻抗变化率随着所述频率的增加由负到正变化，则所述待测元器件的结构组成为LC串联网络。
5.根据权利要求1所述的基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，该基于LCR的组合网络的分析方法还包括：
控制提示器提示所述待测元器件的结构组成。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，所述根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成之后，该基于LCR的组合网络的分析方法还包括：
根据所述待测元器件的结构组成、加载在所述待测元器件上的交流信号的参数数据以及流经所述待测元器件的电流值计算出所述待测元器件中各个基础元件的参数。
7.根据权利要求6所述的基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，所述将直流信号加载在待测元器件上并获取所述待测元器件的直流阻抗具体为：
将直流信号加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端，根据所述直流信号的电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的直流阻抗；
所述将多个预设频率的交流信号依次加载在所述待测元器件上，并测量在不同的所述预设频率的所述交流信号下所述待测元器件的交流阻抗具体为：
将多个预设频率的交流信号依次加载在所述串联电路的两端，根据所述交流信号的有效电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的交流阻抗；
所述根据所述待测元器件的结构组成、加载在所述待测元器件上的交流信号的参数数据以及流经所述待测元器件的电流值计算出所述待测元器件中各个基础元件的参数具体为：
根据所述待测元器件的结构组成、加载在所述待测元器件上的交流信号的电压有效值、所述交流信号的预设频率、所述待测元器件的电压有效值以及所述分压电阻的阻值，计算出所述待测元器件中各个基础元件的参数。
8.根据权利要求7所述的基于LCR的组合网络的分析方法，其特征在于，所述将直流信号加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端，根据所述直流信号的电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的直流阻抗具体为：
控制稳压电路加载在待测元器件与分压电阻组成的串联电路的两端；
根据所述稳压电路输出的直流信号的电压值、通过电压采样电路采样得到的所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的直流阻抗；
所述将多个预设频率的交流信号依次加载在所述串联电路的两端，根据所述交流信号的有效电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的交流阻抗具体为：
控制正弦波生成电路加载在所述串联电路的两端，并控制所述正弦波生成电路将多个预设频率的交流信号依次加载在所述串联电路的两端；
根据所述交流信号的有效电压值、所述待测元器件的有效电压值以及所述分压电阻的阻值计算出所述待测元器件的交流阻抗。
9.一种基于LCR的组合网络的分析装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于将直流信号加载在待测元器件上并获取所述待测元器件的直流阻抗；
第一确定模块，用于根据所述直流阻抗以及预设直流阻抗与结构组成备选组的对应关系确定出与所述直流阻抗对应的结构组成备选组；
第二控制模块，用于将多个预设频率的交流信号依次加载在所述待测元器件上，并测量在不同的所述预设频率的所述交流信号下所述待测元器件的交流阻抗；
第二确定模块，用于根据所述待测元器件在不同的所述预设频率的所述交流信号下的交流阻抗，从所述结构组成备选组中确定出所述待测元器件的结构组成。
10.一种基于LCR的组合网络的分析设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述基于LCR的组合网络的分析方法的步骤。
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