[发明专利]校准阻抗测量设备

说明书

一种校准用于测量dut阻抗(145)的阻抗测量设备(100)的方法。

本申请涉及一种校准用于测量dut阻抗(145)的阻抗测量设备(100)的方法。

背景技术

阻抗光谱法是用于测试和分析多种电气设备(例如，包括电池和超级电容器)的有力方法。通常，阻抗测量会受到系统误差的干扰，诸如幅值和相位跟踪、杂散电感、杂散电容、以及不需要的串扰。因此，为了产生有意义的数据需要正确校准阻抗光谱仪。

随着阻抗幅值减小以及频率增加，可靠的校准变得越来越困难。常规的阻抗测量设备在开始对被测设备(DUT)进行测量之前，依赖于工厂的预校准，并且通常依赖于某种形式的短路补偿。这种校准通常在标准阻抗(例如100mΩ)和信号频率(例如1kHz)下工作良好。然而，在低阻抗(例如100μΩ)和高信号频率(例如10kHz)(例如，这是在测试现代高功率锂离子电池时的情况)情况就不同。另外，工业界正在针对非常低的阻抗(例如10μΩ)和非常高的信号频率(例如100kHz)推动这些测试极限。

当前，工厂的预校准由于必要的固定(例如，阻抗测量设备与DUT之间的电缆和/或力与感测走线)而被损坏。另外，由于没有可用的完全特征化阻抗标准件，因此现有的校准方法除了短路标准件以外不使用任何校准标准件。例如，为电阻指定了低阻值的电阻器(例如1mΩ)，但没有指定电感。因此，不可能进行完全、绝对和可追溯的阻抗校准，并且只能进行相对响应校准。尽管这足以比较由一个阻抗测量设备执行的测量，但是当将不同阻抗测量设备的测量相互比较或当需要可追溯的绝对结果时，此类校准方法将失败。因此，当校准标准件不可用时，即使在非常低的阻抗和非常高的频率下，也需要用于提供可靠校准的校准设备和程序。

附图说明

当与附图一起阅读时，从以下详细描述中最好地理解实施例实施方案。要强调的是，各种特征不一定按比例绘制。事实上，为了讨论的清晰性，尺寸可以任意增大或减小。在适用和实用的地方，相同的附图标记表示相同的元件。

图1是根据代表性实施方案的用于测量被测设备(DUT)的阻抗的测试仪器的简化框图。

图2是根据代表性实施方案的指示与图1的阻抗测量设备对应的特定误差模型的简化电路图。

图3是根据代表性实施方案的用于确定DUT的经校准阻抗的简化流程图。

图4A包括展示了校准标准件的阻抗和根据代表性实施方案确定的DUT的经校准阻抗的实施例的图。

图4B包括展示了根据代表性实施方案确定的作为频率的函数的DUT的经校准阻抗的实施例的图。

图5是示出了测试仪器的标准单端口校准的简化框图。

具体实施方式

本发明包括以下实施方案：

1.一种校准用于测量被测设备(DUT)的低水平阻抗的阻抗测量设备的方法，所述方法包括：

在有力与感测走线连接的情况下，使用短路校准标准件在预定的频率范围内执行所述阻抗测量设备的短路校准测量，以获得短路原始数据；

使用第一分流校准标准件在所述预定的频率范围内执行所述阻抗测量设备的第一分流校准测量，以获得第一原始数据，所述第一分流校准标准件具有已知的第一电阻值和未知的第一电感值；

使用第二分流校准标准件在所述预定的频率范围内执行所述阻抗测量设备的第二分流校准测量，以获得第二原始数据，所述第二分流校准标准件具有已知的第二电阻值和未知的第二电感值；

通过使用应用于表示所述阻抗测量设备的系统误差项的特定误差模型的所述短路原始数据以及所述第一原始数据和所述第二原始数据计算所述第一电感和所述第二电感值来分别确定所述第一分流校准标准件和所述第二分流校准标准件的第一和第二复阻抗；以及