数字测量基础知识-第12章“各种阻抗及其测量”

阻抗是一个非常广泛的概念，可以应用于电气、通信、光学、声音和振动等领域。涵盖所有这些超出了作者的能力，所以我将做一个基本的解释。

阻抗定义为施加力 (或压力) 与变化量之比，当施加力 (或压力) 时，量会发生变化。通常，当施加力 (或压力) 时，一定量移动或流动，但阻抗表示难以流动的运动。顺便说一句，impede这个词意味着“延迟、阻碍”。
阻抗通常以复数表示，因为阻抗有两个量:幅度 (称为增益或模) 和相位，它们是频率的函数。

在图1中，电路中的阻抗是施加在两端的电压与通过它的电流的比率。也就是说;

;按钮，将选定控件在Tab键次序中下移一个位置。这种关系与直流电中的欧姆定律完全相同，阻抗可以说是阻碍交流信号流的电阻。

如前面所述，当图1中的Z (阻抗) 包括电抗分量(即，线圈、电容器等电路元件)时，瞬时交流电压和交流电流之间存在相位差。

交流电压

交流电流

则阻抗Z是频率f的函数。;

) 中被调用，将出现故障。由 (2) 式可知，Z为大小为V/I、相位为-θ (相位延迟为负)、频率为f的复函数。

现在，为了使用FFT分析仪或频率特性分析仪测量阻抗，需要驱动目标阻抗系统的交流信号源。此时，重要的是驱动信号源的频率与要分析的频率同步。

这是测量电阻的两个示例:。第一个示例是测量音频扬声器的输入阻抗 (通常称为负载电阻) 的示例 (图2) 。

利用来自分析器 (DS-2000) 的交流信号驱动扬声器，将扬声器两端的电压信号输入Ch2,将流向扬声器的电流信号 (分流电阻两端的电压信号) 输入Ch1,通过测量Ch之间的传输函数，获得阻抗。图3是测量结果，左图 (板线图) 中的红色表示电压和电量的振幅比(交流电阻，单位为Ω)，蓝色表示相位差(角度，deg)。

第二个示例是测量电池 (如燃料电池) 的输出阻抗 (通常称为内阻) 的示例 (图4) 。

(注意:是在电子负荷装置中使用 (株) 测量技术研究所的ELZ-175的例子。)

在此示例中，需要使用电子负载来吸收电池的功率。通过将来自分析器 (DS-2000) 的交流信号作为电子负载装置的负载电流控制信号供给，将电子负载装置吸收的电流信号输入Ch1,将电池两端的电压信号输入Ch2,按照上述例1中的方法测量传输函数，可测量电池的内部阻抗。图5是测量示例，右边的图表是Cole-Cole图。

在机械系统中，使用机械阻抗。如果用激振器等对某个对象物进行激振时的激振力为F,其响应的振动速度为V,则机械阻抗Z为;

;中选择新的扶手类型，来修改默认的扶手。也就是说，Z表示振动难以移动的程度。

计算减振材料损失系数的方法之一是机械阻抗 (参见减振材料及其性能测量资料) 。

全功能-FFT分析的基本词汇表

图6的图表是双层试件的机械阻抗数据示例。具体测量方法为，在Ch1输入加速度传感器的信号，在Ch2输入力传感器的信号，求出力/加速度的传递函数 (称为动质量或表观质量)，对其进行频率轴上的微分操作，求出机械阻抗Z。

声学系统也定义阻抗。通常，在空气等介质的指定面上，声压与通过该面的体积速度之比称为声阻抗，表示介质移动的难度。特别地，在声管的情况下，它可以被视为平面波，因此介质的一个点的粒子速度与声压之比称为比声阻抗 (或声阻抗密度) 。

在使用声阻抗管的垂直入射吸音率测量系统中，可以计算吸音材料的比声阻抗。

表1总结了电气、机械、音响领域中各物理量的对应关系。

表1.电气系统、机械系统、声学系统中的阻抗

(摘自2008年9月18日发行的电子邮件杂志)