交流阻抗测试
对电化学电池使用一正弦信号激励，然后分析产生的电流，这是最早用来测量快速电子转移反应速率常数的一种方法．在任何快速反应的测量中，无论采用什么技术，都必须在短时间得到有关信息，否则扩散，而不是动力学，成为速率决定过程．交流电桥一度曾是可用来在毫秒及更短时间量程上测量的唯一仪器方法，利用平衡下的电化学电池作为wheatstone电桥的未知臂，从而建立了目前的交流电技术和分析方法的基础．现代仪器方法位交流电测量比手动平衡电桥迅速得多，因此可在动态而不是平衡条件下连续记录交流电参数，例如在循环伏安法或极谱实验中．在时间量程的另一端，交流电技术在腐蚀腐蚀研究中现在是重要的，在这方面，快速响应不如常见的涉及表面和溶液反应的复杂过程的全面分析来得重要．这里现代计算方法在交流电方法得应用中是必不可少的．
8．2 电化学电池阻抗的测量
在任何交流电方法中有几个共同性问题的考虑要记住．
(a)激励信专的频率
如果交流电方法作为判别性方法使用，则频率范围应该尽可能宽．在理想中这意味着，如果所有理论工具已齐备，包括Kramers－Krong
分析法(见下文)，那么频率范围在6到7个10倍频，如10-2到105Hz
的潜力应充分使用．
(b)线性．
专虑到基元反应步骤的速率是指数性依赖斤电位的，电化学过程在本质上是非线性的。然而最充分发展的交流电理论全是线件理论，
这意味着要使用它们就要将激励信号幅但保持得足够小，以使体系成
为非常近似于线性．(即可以应用Butlter－V olmer方程式的线性近似
式，见式(1．34)．)振幅容许值随试验的体系和频率领改变，但一般规
则是，峰—峰幅值不超过l0mV，除非有某种特别指明可以安全地这样
做，而且即使是这—低水平的扰动，也可能产生问题．非线性是通过在
电池响应中而产生激励信号的谐被而表现出来的，因此可以用频谱分
析仪之类的检测系统来检洲它们的存在相测迢它们的帕值．应该按常
规地使用示波器来监测电池电流中的交流成分，而由正弦波响应的可
见畸变作为表示任何显著的非线性的方法．进一步的简单检查是用不
问激励幅值进行分析，响应的如何差异都意味着非线性已成为问题．
(c)谬误的响应
众所用知，交流电技术易于因测量回路中的谬误效应而产生歪曲．不易设计一种恒电位仪，在高频时不发生相位移而仍具有足够高的增
益．接线与地和接线本身之间的杂散电容，以及接线和电池内部结构
的自感应在很高的频率时总是一个问题．
设计良好的电池可以帮助在一定程度上减轻这些问题，应该对下列几点加以注意．工作电极相对电圾应该对称放置，以便提供非常均
匀的电流分布．Luggin毛细管应该靠近工作电极，但不要靠很大近，
这样可尽可能减小末补偿的Ohm电阻，但又避免了引起不规则电流
分布的屏蔽效应．毛细管最好应该是直而短的，但口径不要太细，否则
其电阻将是高的．参考电极本身的电阻应尽可能地低，并通过一个用
短导线与之相连的高输入阻抗的单位增益放大器来对之进行缓冲，以
便将参考回路的RC时间常数降到最小(参见第十一章)．
由于需要保持小的激励信号，所以散杂电噪声或来自市电电源频率下的干扰也可能成为一个问题．通常需要仔细将电池和检测回路屏
蔽起来，以将这种干扰降低到可接受的程度．
有几种迥然不同类型的仪器方法可供使用于借正弦被激励而测量。
《电化学测试技术》：P164
§5—2 电化学极化下交流阻抗法测定Rl、Rr和Cd
如果电极过程为电化学步骤控制，则通过交流电时不会出现反应粒子的浓度极化。例如，反应粒子的浓度很大，而交流电流的振幅远小于极限扩散电流，就不会出现可觉察的浓度极化。而且随着交流电频率增高，反应被子的暂态扩散速度增加，因此在足够高的频率下浓差极化的影响可忽略。在这种情况下，电极的法拉第阻抗只包括电阻项，即Zf＝Rr，研究电极的等效电路如图5－7所示。当采用大面积辅助电极时，图5—7也就是无浓差极化下的电解池的等效电路，只不过R l是电解池溶液电阻。对于没有浓差极化的等效电路(图5—7)来说，其总阻抗为
若电极阻抗Z以实数部分R和虚数部分X来表示，即Z＝R＋jX，则
R和X不但和电极等效电路的各元件有关，而且与交流电频率有关。实验上可测得各频率下的R和X。然后可由不同的数据处理方法，如频谱法、极限简化法、复数平面图法、矢量作图法等求得电极参数Rl、Rr和Cd。采用何种方法视具体情况而定，有时需要不同方法配合使用。频谱法需要预先测知Rl；矢量作图法需要预先测知Rl和Cd(见下节)。Rf和Cd可用极限简化法在高频下测得。复数平面图法则可同时得到Rl、Rf和Cd，得到广泛应用。
二、极限简化法
根据领率对电极等效电路的影响(图5—10)可知，用极限简化法可求出电极参数Rl、Rr和Cd。
(1)当低频时，ω→0，双电层容抗Xc变得很大，可看作断路。因此，研究电极(或具有大面积辅助电极的电解池)的等效电路简化为Rl和Rr的串联(图5—10)，由此可得
Rr＝Rs—Rl (5—27)
(2)高频时，比如f＞l000Hz，双电层的容抗Xc变得很小，电
流几乎全部从电容通过，电化学反应来不及发生，即Rr上电流
极微，相当于开路。因此电极等效电路简化为Rlf与Cd的串联
(图5—10)。这时测量的并Rs和Cs分别为
Rl＝Rs
Cd＝Cs (5—29)
由此不难看出，交流阻抗法中，电极或电解池等效电路除了与电解池设计(如大面积辅助电极)、研究电极的性质和电位范围因等因素有关外，还与交流电频率有关。也可说明为什么在测量双电层电容和溶液电导时，要用较高的频率。
三、复数平面图法
复数平面图法是利用阻抗的实数部分R和虚数部分X，在复数平面X－R上作图，所得图形称为阻抗的复数平面图。利用该图可求得电极等效电路各元件的数值，进而求出动力学参数。还可根据图的形状和方程判断电极过程的可能机理。由式(5—16)和(5—17)二式消去频率，得
这是圆的曲线方程式。圆的半径为Rr／2，圆心往实轴R上，其
坐标为(Rl＋Rr／2，0)，如图5—ll所示。
实验测得各频率下的R和X。例如，以图5—6所示的串联模
拟电路可测得不同频率下的Rs和Cs，从而得各频率下电极阻抗
的实数部分R＝Rs，虚数部分X＝—1/ωCs 。然后以实部R为
横铀，虚部—X为纵轴作图，可得半圆ABC(如图5—11)。找
出圆心D后，由OA可得Rl，由ACC可得Rr。由半圆顶点B
的频率ωB可求双屯层电容Cd，因为B点的横坐标R＝Rl＋Rr／2，由式(5—16)可知，只有当ωCdRr＝1时才使R＝Rl＋Rr／2。由此可得
也可在B点附近选取一个B’点(图5—12)，其ωB‘相应于实
验中实际选定的频率(而不是内插的)，通过B’作垂线交实数
轴于D’。由式(5—16)可得
因而Cd可由B点的频率ωB’求得
式中D'C'为D’到C的距离，AD'为A到D'的距离
§5—3 浓差极化下的交流阻抗
11．1 电化学电池的设计
电化学电池主要包括电极和电解液，以及连同的一个容器。通常也可能装有一玻璃烧结物、隔扳或隔膜来将阳极电解液与阴极电解液
隔离开来．通常采用三个电极：确定被研究界面的工作电极、保持恒定
参考电位的参考电极，以及提供电流的对电极(或辅助电极)．电池的
设计必须使实验数据是由工作电极的反应的性质所决定的．下面详细
讨论电池的各组成组分。
交流阻抗怎么测量
交流阻抗怎么测量 交流阻抗法是电化学测试技术中一类十分重要的方法，是研究电极过程动力学和表面现象的重要手段。特别是近年来,交流阻抗的测试精度越来越高，超低频信号阻抗谱也具有良好的重现性，再加上计算机技术的进步，对阻抗谱解析的自动化程度越来越高，这就使我们能更好的理解电极表面双电层结构，活化钝化膜转换，孔蚀的诱发、发展、终止以及活性物质的吸脱附过程。 （1）交流阻抗：交流阻抗即阻抗，在电子学中，是指电子部件对交流激励信号呈现出的电阻和电抗的复合特性;在电化学中，是指电极系统对所施加的交流激励信号呈现出的电阻和电抗的复合特性。阻抗模的单位为欧姆，阻抗辐角(相角）的单位为弧度或度。 （2）交流阻抗谱：在测量阻抗的过程中，如果不断地改变交流激励信号的频率，则可测得随频率而变化的一系列阻抗数据。这种随频率而变的阻抗数据的集合被称为阻抗频率谱或阻抗谱。阻抗谱是频率的复函数，可用幅频特性和相频特性的组合来表示;也可在复平面上以频率为参变量将阻抗的实部和虚部展示出来。测量频率范围越宽，所能获得的阻抗谱信息越完整。RST5200电化学工作站的频率范围为：0.00001Hz～1MHz，可以很好地完成阻抗谱的测量。 （3）电化学阻抗谱：电化学阻抗谱是一种电化学测试方法，采用的技术是小信号交流稳态测量法。对于电化学电极体系中的溶液电阻、双电层电容以及法拉第电阻等参量，用电化学阻抗谱方法可以很精确地测定;而用电流阶跃、电位阶跃等暂态方法测定，则精度要低一些。另外，像扩散传质过程等需要用较长时间才能测定的特性，用暂态法是无法实现的，而这却是电化学阻抗谱的长项。 （4）电化学阻抗谱测量的特殊性：就测量原理而言，在电化学中测量电极体系的阻抗谱与在电子学中测量电子部件的阻抗谱并没有本质区别。通常，我们希望获得电极体系处于某一状态时的电化学阻抗谱。而维持电极体系的状态，须使电极电位保持不变。通常认为，电极电位变化50mV以上将会破坏现有的状态。因此，在电化学阻抗谱测量中，必须注意两个关键点，即：偏置电位和正弦交流信号幅度。 （5）正弦交流信号的幅度：为了避免对电化学电极体系产生大的影响以及希望其具有较好的线性响应，正弦交流信号的幅度通常可设在2～20mV之间。 （6）自动去偏：在电化学阻抗谱测量过程中，由于偏置电位不一定等于开路电位以及少量的非线性作用，在工作电极电流中还会含有直流成分。去除这个直流成分(偏流），可扩大交流信号的动态范围、提高信噪比。RST5200电化学工作站，可在测量过程中动态地调整去偏电流，使获得的阻抗谱数据更精准。另外，在软件界面的状态栏中，可实时显示工作电极的极化电流，供操作者参考。 以上为交流阻抗的相关说明，下面我们就实验设置过程中遇到的专业名词
用生物电阻抗法测量身体脂肪含量
关于用生物电阻抗法测量身体脂肪含量的研究摘要：体脂率现已成为判断是否健康的标准之一，测量体脂率的方法有很多，但大多方法的设备仪器复杂，操作复杂而不适用于生活中。生物电阻抗则是近年来被广泛应用的一种快速、简便、安全测量体成分的一种方法。本文将对其原理，数据分析方法进行介绍，对其准确性进行分析，并对其前景进行展望。 关键词：生物电阻抗脂肪统计方法误差 一、引言 现代社会，随着生活条件不断改善，人们对健康也越来越重视。对于大多数人而言，体重是最直接也是最简单的衡量身体状况的一个标准。其中BMI=m/h2，m为体重（千克），h为身高（米），是被使用最广泛的公式，BMI 指数以22为最佳。但是，越来越多的案例表明BMI指数不能够客观地反映一个人的身体状况。因为每个人的脂肪肌肉比例不同，并且肌肉和脂肪密度相差较大，相同BMI指数的人可能是虚胖也可能是强壮。这时，脂肪率则是另一个至关重要的指数，所以既简单又不失精确的生物电阻法就很有价值。 二、原理 生物电阻分析方法（bio-impedance analysis）BIA 技术测定骨骼肌含量的基本原理是，组织、器官层次的各个组分具有不同的电导性。人体细胞被细胞外液包围，细胞则由具有选择透过性的细胞膜、细胞质和细胞器构成。细胞外液以及细胞内部可近似视作电阻。而细胞膜则可视为电容。故人体的电学性质可视作若干个电容与电阻连接而成，其中最为简洁的三元件模型下
图所示。 一种常见的测试方式是，受试者仰面平躺，电流信号从脚部的电极传导 到手部的电极上，得出电阻抗(R)和电容抗(C)，并计算生物电阻抗 ，为系数，L为身高。骨骼肌含有大量水分与电解质，其电导性最好；脂肪组织含有的水分与电解质很少，其电导性很差。信号传输越慢，受到阻力越大，表明脂肪量越多。 当然，复杂的人体是不能用上述简陋的模型描述的。因为生物电阻分析法本身就不是在数学物理定义上严格，而是由大量数据依据统计学规律发展而来。而正好该模型得到的阻抗指数和一些身体参数显着相关，所以我们认为这种方法是可行的。 最初，大多数研究的电流频率固定在50KHZ，现在则大多使用多频率电阻抗进行脂肪等身体成分的测量分析。 三、数据统计方法 选取若干不同性别、身高、体重、年龄、身体状况的人，由生物电阻法测出其阻抗指数，对以上变量和在实验室用排水法测得的体脂率的精确值做相关性分析。使用统计软件，用多元线性逐步回归分析方法，建立体脂含量的推算方程。 根据相关的研究数据[1]显示，生物电阻抗推算去脂体重的推算方程为：
交流阻抗参数的测量和功率因数的改善东南大学
东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电路实验 第三次实验 实验名称：交流阻抗参数的测量和功率因数的改善院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室: 103 实验组别： 同组人员：实验时间：2011/11/22 评定成绩：审阅教师：
交流阻抗参数的测量和功率因数的改善 一、 实验目的 1、 学习测量阻抗参数的基本方法，通过实验加深对阻抗概念的理解； 2、 掌握电压表、电流表、功率表和单相自耦调节器等电工仪表的正确使用方法。 二、 实验原理 对于交流电路中的元件阻抗值（r 、L 、C ），可以用交流阻抗电桥直接测量，也可以用下面两种方法来进行测量。 1． 三电压表法 先将一已知电阻R 与被测元件Z 串联，如实验内容图一（a ）所示。当通过一已知频率的正弦交流信号时，用电压表分别测出电压U 、U1和U2，然后根据这三个电压向量构成的三角形矢量图和U2分解的直角三角形矢量图，从中可求出元件阻抗参数，如图一（b ）所示。这种方法称为三电压表法。 由矢量图可得： 222 12 12 22cos 2cos sin r x U U U U U U U U U θθ θ --= == 111r x x RU r U RU L wU U C wRU = = = 2.三表法 图如图二所示： 首先用交流电压表，交流电流表和功率表分别测出元件Z 两端电压U 、电流I 和消耗的有功功率P ，并且根据电源角频率w,然后通过计算公式间接求得阻抗参数。这种测量方法称为三表法，它是测量交流阻抗参数的基本方法。 被测元件阻抗参数（r 、L 、C ）可由下列公式确定： 2cos cos U z I P IU P r z I ?? = = == sin 1x z x L w C xw ? ==== 三、 实验内容 1、三电压表法
发电机转子交流阻抗试验技术方案
#2发电机转子交流阻抗试验 技术方案 批准人： 审定人： 审核人： 编写人： 贵州黔东电力有限公司 2011年07月07日
#2发电机转子交流阻抗试验技术方案 1、试验目的: 针对#2发电机运行中震动较大等原因，对#2发电机进行:转子绕组直流电阻试验、发电机堂内转子交流阻抗试验、发电机转子两极分担电压试验。来判断发电机转子绕组是否存在匝间短路，为查找发电机震动较大提供技术数据和分析判断依据。 2、引用标准 DLT1051-2007 《电力技术监督导则》 DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》 3、使用仪器仪表 FULK 兆欧表 HDBZ-5 直流电阻测试仪 HDJZ 型发电机转子交流阻抗测试仪 5 测试内容及工作程序 5.1试验内容 5.1.1 试验方法
用铜电刷通过滑环向转子绕组施加交流电压，同时读取电流、电压和功率损耗值。 5.1.2试验接线见图1。 图1试验接线 本图较一般接线图增加了隔离变压器，因为现在大多检修电源开关都装了漏电保安器，由于转子绕组对地有电容，当交流电源接上后对地会有电容电流，就会导致漏电保安器动作跳开电源开关，因此建议前极加上一隔离变压器。如果没有隔离变压器，可直接将调压器接220V 交流电源，但接的开关不能有漏电保安器。开关容量需要60A 。 5. 2试验操作程序（步骤）： （1）试验前先确认转子绕组的励磁回路已全部断开并验电； （2）现场封闭：对试验现场进行封闭，用围栏或绳子将试验现场围起，并悬挂标示牌。 （3）按图1接好试验接线，带电空试以检查试验设备和各仪器仪表是否正常； （4）试验电压的确定 对于额定励磁电压在400V 及以下的绕组，施加的电压一般考虑为其电压峰值等于额定励磁电压。额定励磁电压大于400V 时，电压可适当降低。本机转子绕组交流阻抗较小，外施电压到100V 电流已超过40A ，故历次试验都只加到100V 电压，本次试验也可加到100V ，以便与以往数据比较。 （5）用铜电刷通过滑环向转子绕组施加交流电压，同时读取电流、电压和功率损耗值。 （6)应在静止状态下的定子膛内、膛外和在超速试验前后的额定转速下分别测量，每种工况都应在几个不同的电压下进行测量。 （7）试验完毕后，断开电源，然后需检查试验仪表是否正常。 （8）记录温度和湿度。 5. 3试验时注意事项：合电源开关向转子施加电压前必须大声通知。 转子绕组 铜刷
安规测试面面观-浅谈人体阻抗模型(MD) & 接触电流测试方法
在华仪电子前几期的电子报中曾经为各位介绍有关电源泄漏电流测试(Line Leakage Current T est, LLT) 或是现在根据IEC60990所描述专为人体的泄漏电流测试称为”接触电流测试 (T ouch Current T est ,TC T est)”的应用和测试方法。但在这一期的的电子报中我们将为各位介绍有关接触 电流测试不可少的部份就是人体阻抗模型(Measuring Dev ice, MD)，我们要知道因为是模拟人体 的阻抗，所以会有男生和女生的差异，还有也会因为生病，人体的阻抗结构也会有所改变，当然外在 因素如:触电的电压/频率、触电时间、接触面积、湿度环境都会有着绝对密切的关系。 人体阻抗模型Measuring Device(MD) 人体的阻抗基本上可分为两种，一是皮肤阻抗(Skin Impedance)，一为人体内部阻抗(Internal Impedance)，所以总的人体阻抗(ZT)的定义为皮肤阻抗(Zp)与人体内部阻抗(Zi)的向量和。人体阻抗的等效电路就如 (图一)所示，其中Zp1及Zp2代表人身上任何两处，Zi代表人体内部的阻抗，人体阻抗分为皮肤阻抗和 人体内阻抗的原因，乃是因为这两种阻抗无论是阻抗值或特性均有很大的差异： (图一)人体阻抗的等效电路 (1) 皮肤阻抗Zp (Skin Impedance)
人体的皮肤阻抗基本上是非常近似一个电阻和一个电容并联的等效阻抗，影响皮肤阻抗的因素很多如: 电压、频率、触电时间、接触面积、接触力度、皮肤湿度，甚至呼吸的状况都有关系。底下将说明电 压高低、频率大小、时间长短和湿度对人体皮肤阻抗的影响。 电压的影响：当电压在50V 以下时，皮肤的阻抗明显受到接触面积、室温及呼吸状况的影响；但当 电压在50V以上时，皮肤阻抗则明显下降到几乎可以忽视的地步。 频率的影响：'当频率越高时，皮肤阻抗则越低，这也是为什么皮肤的阻抗等效电路会采用一个电 容和一个电阻并联的原因。至于时间，则是触电时间超过几个毫秒，阻抗就会明显的减少；而于湿度 方面，若皮肤沾湿了水，阻抗就会趋近于零。 综合上列之特点，我们可以简单而清楚地了解人体在触及一个50V电压源时的状况。首先由于皮肤的 电容的充电特性使其阻抗几乎不存在，之后在电容充饱阻抗形成时，依然会在不到几个毫秒的时间 内，阻抗明显地减少，所以人体的皮肤阻抗与外在和环境因素有非常密切的关系。 (2) 人体内部阻抗Zi (Internal Impedance) 人体的体内阻抗在接触电源的频率不高(约1000Hz 以下)的情况下，可以说几乎是一个纯阻的阻抗，而其中电阻的大小和电流流通的途径(Current Path)有着绝对的关系，一般的安规标准会将体内阻抗以500 奥姆作为合理的参考值，接触面积也是另一个影响体内阻抗的重要因素，基本上，当接触面积小于几 个平方毫米时，体内阻抗即会明显的增加，人体在干燥与潮湿情况下的阻抗相差有三倍以上，因为皮 肤在潮湿时几乎是没有阻抗。整体而言，人体处于高压高湿的状况下，皮肤阻抗将不起任何效用，仅 存体内阻抗，约在500 ~ 1000奥姆之间。 触电程度及对人体的反应 了解人体阻抗后，在来我们讨论一下触电的情形。根据相关研究报告指出触电危险的程度是取决于通 过人体电流的大小和时间的长短，而不是电压或其它因素。另外当电流小于某个固定值时，触电时间
发电机转子交流阻抗试验方法
发电机转子交流阻抗试验方法 一、发电机转子交流阻抗试验的目的 如果转子绕组出现匝间短路，则转子绕组有效匝数就会减小，其交流阻抗就会减小，损耗会有所增大，因此，通过测量转子绕组交流阻抗和功率损耗，与历次试验数据相比，就可以有效地判断转子绕组是否有匝间短路。 二、试验方法及注意事项 1. 试验方法 向转子绕组施加交流电压，读取电压、电流及功率损耗值。 施加电压的大小通过调压器调节。 2. 试验用仪器 (1)转子交流阻抗测试仪、调压器。 (2)在现场没有转子交流阻抗测试仪时，可使用调压器、标准CT、交流电压表、交 流电流表、有功功率表。 3. 用交流阻抗测试仪测量 发电机转子交流阻抗测试仪为新型的测试仪器，装置内部自动计算电流、电压、功率、阻抗及曲线等相关数据，试验时只需调压即可，仪器会自动读取数据，并带过流过压保护报警功能。 4. 无功补偿装置的作用 无功补偿装置是通过感性电流和容性电流之间的关系，可补偿试验电流30A到100A，对于大型发电机组，本试验使用的调压器如果有条件并接无功补偿装置，则调压器容量可以大大减小，可使用6KVA、250V的调压器。如果没有无功补偿箱，调压器容量将达到10KVA，比较笨重。 5. 注意事项 (1) 阻抗和功率损耗值自行规定。在相同试验条件下与历年数值比较，不应有显著变化。 (2) 隐极式转子在膛外或膛内以及不同转速下测量。 (3)每次试验应在相同条件、相同电压下进行，试验电压峰值不超过额定励磁电压。 (4)转子到现场后，未穿入发电机前，应做膛外转子交流阻抗试验，穿入发电机后， 可做膛内测试。此项目属于单体试验，应由安装单位进行。 (5)机组整套启动前，提前准备试验仪器及接线。测试工作负责单位由调试单位和安 装单位协商进行。 (6)在机组升速过程中，选取不同的转速点测试，直到机组定速3000转。 (7)机组超速试验后，应再次进行本试验。 (8)试验时，应注意与励磁回路断开。以避免对励磁回路造成损害；受励磁设备的影 响，不能加压。 (9)试验时，应选取足够容量的外接临时电源，并不使用带漏电保护的电源开关。 (10)试验前，应确认碳刷研磨符合工艺要求，以避免影响试验数据的准确性。 6. 碳刷研磨的必要性 碳刷的弧度应研磨至和滑环的弧度一样,不然升速时转子打火很厉害,况且电弧产生熄灭间会有过电压,另外也直接影响到试验接线各环节接触的良好性，从而影响试验数据的准确性。 另外，所有的测量线最好用粗短线,因为有功功率损耗大部分消耗在转子线圈上,还有一部分会消耗在测量导线上,应尽量减少测量导线的有功损耗.
阻抗测试方法
成品阻抗测试方法： 1、仪器设置： 网络分析仪：CENTER：200MHz SPAN：2MHz（视被测电缆的长度进行设定）MEAS：S12 或S21 FORMA T：Phase 直通校准 注意：校准完毕为一条数值为零的直线，SPAN更改不同的数值需要重新校准。 2、电容测量仪测试电容值。（数值现实稳定可以读取数值）。 3、相位差的测量： 网络分析仪连接被测电缆，显示相位值，按照以下方式进行读取数值： 打开菜单MARKER SERACH，target value设置为0，打开multi target search , 记录两个标记点的频率值（注意：选择红圈内数值最接近的标记点）。 如上图所示：应选择标记点1、2。 δf=(f m -f n )/m-n 4、按照特性阻抗的公式： 平均特性阻抗=1000/(δf*c) δf单位为MHz, C为测量的电容值：单位nf。 注意事项：1、测试频率差时被测电缆的接头状态必须和测试电容的接头状态保持一致。 2、target value设置为0，以避免产生误差。 3、保证校准状态有效。
相对传播速度的测量方法： 1：相对传播速度的定义：信号在介质中的传播速度与自由空间的传播速度之比。 2、仪器的设置： 网络分析仪进行测试： CENTER：200MHz SPAN：1MHz MEAS：S12 或S21 FORMA T：Group delay 直通校准 校准后为一条数值为零的直线。 3、连接被测电缆，打开Marker Factions ，将统计功能打开。读取平均值即为延迟时间t。 4、按照下列公式计算相对传播速度： V =L/(t?c) ?100% V：相对传播速度。L：电缆的实际长度（米）c=3.0?108米/秒 t ：延迟时间（秒）。 电缆相位及电长度测试及计算方法： 1、仪器的设置： 网络分析仪设置： CENTER：要求测试频点SPAN：10MHz（或者按照通知单要求设置起始终止频率）MEAS：S12 或S21 FORMA T：Extend Phase 直通校准 校准后为一条数值为零的直线。 2、连接被测电缆，读取要求频率点的数值。
人体阻抗模型
人体电阻模型 在华仪电子前几期的电子报中曾经为各位介绍有关电源泄漏电流测试(Line Leakage Current Test, LLT)或是现在根据IEC60990所描述专为人体的泄漏电流测试称为”接触电流测试(Touch Current Test ,TC Test)”的应用和测试方法。但在这一期的的电子报中我们将为各位介绍有关接触电流测试不可少的部份就是人体阻抗模型(Measuring Device, MD)，我们要知道因为是模拟人体的阻抗，所以会有男生和女生的差异，还有也会因为生病，人体的阻抗结构也会有所改变，当然外在因素如:触电的电压/频率、触电时间、接触面积、湿度环境都会有着绝对密切的关系。 人体阻抗模型Measuring Device(MD) 人体的阻抗基本上可 分为两种，一是皮肤阻抗 (Skin Impedance)，一为人体 内部阻抗(Internal Impedance)，所以总的人体 阻抗(ZT)的定义为皮肤阻抗 (Zp)与人体内部阻抗(Zi)的 向量和。人体阻抗的等效电 路就如(图一)所示，其中Zp1 及Zp2代表人身上任何两 处，Zi代表人体内部的阻 抗，人体阻抗分为皮肤阻抗 和人体内阻抗的原因，乃是 因为这两种阻抗无论是阻抗值或特性均有很大的差异： (1)皮肤阻抗Zp (Skin Impedance) 人体的皮肤阻抗基本上是非常近似一个电阻和一个电容并联的等效阻抗，影响皮肤阻抗的因素很多如: 电压、频率、触电时间、接触面积、接触力度、皮肤湿度，甚至呼吸的状况都有关系。底下将说明电压高低、频率大小、时间长短和湿度对人体皮肤阻抗的影响。 电压的影响：当电压在50V 以下时，皮肤的阻抗明显受到接触面积、室温及呼吸状况的影响；但当电压在50V以上时，皮肤阻抗则明显下降到几乎可以忽视的地步。 频率的影响：'当频率越高时，皮肤阻抗则越低，这也是为什么皮肤的阻抗等效电路会采用一个电容和一个电阻并联的原因。至于时间，则是触电时间超过几个毫秒，阻抗就会明显的减少；而于湿度方面，若皮肤沾湿了水，阻抗就会趋近于零。 综合上列之特点，我们可以简单而清楚地了解人体在触及一个50V电压源时的状况。首先由于皮肤的电容的充电特性使其阻抗几乎不存在，之后在电容充饱阻抗形成时，依然会在不到几个毫秒的时间内，阻抗明显地减少，所以人体的皮肤阻抗与外在和环境因素有非常密切的关系。 (2)人体内部阻抗Zi (Internal Impedance) 人体的体内阻抗在接触电源的频率不高(约1000Hz 以下)的情况下，可以说几乎是一个纯阻的阻抗，而其中电阻的大小和电流流通的途径(Current Path)有着绝对的关系，一般的安规标准会将体内阻抗以500奥姆作为合理的参考值，接触面积也是另一个影响体内阻抗的重要因素，基本上，当接触面积小于几个平方毫米时，体内阻抗即会明显的增加，人体在干燥与潮湿情况下的阻抗相差有三倍以上，因为皮肤在潮湿时几乎是没有阻抗。整体而言，人
电路基础实验实验十一rlc元件阻抗特性的测定
实验十一 R、L、C元件阻抗特性的测定 实验成员： 班级： 整理人员：
实验十一 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定 一、实验目的 1．验证电阻，感抗、容抗与频率的关系，测定R~f ，X L ~f 与X C ~f 特性曲线。 2．加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系。 二、原理说明 1．在正弦交变信号作用下，电阻元件R 两端电压与流过的电流有关系式 在信号源频率f 较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值信号源频率无关，其阻抗频率特性R~f 如图9-1。 如果不计线圈本身的电阻R L ，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为电感，有关系式 I jX U L L ? ? = 感抗 fL X L π2= 感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X L ~f 如图9-1。 在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式 I jX U C C ? ? - = 容抗 fC X C π21 = 容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X C ~f 如图9-1. 2．单一参数R 、L 、C 阻抗频率特性的测试电路如图9-2所示。 途中R 、L 、C 为被测元件，r 为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R 、L 、
C 元件两端电压U R 、U L 、U C ，流过被测元件的电流则可由r 两端电压除以r 得到。 3．元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变同样可用实验方法测得阻抗角的频率特性曲线φ~f 。 用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。 将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器Y A 和Y B 两个输入端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图9-3所示，荧光屏上数的水平方向一个周期占n 格，相位差占m 格，则实际的相位差φ（阻抗角）为 度n 360m ? ? =φ 三、实验设备 四、实验内容 1．测量R 、L 、C 元件的阻抗频率特性。
基于生物电阻抗原理的人体成分测试装置的研制
一种基于生物电阻抗原理的人体成分测试装置的研制 作者：祁朋祥，马祖长，孙怡宁，刘世法作者单位：(1.安徽省仿生感知与先进机器人技术重点实验室，中国科学院合肥智能机械研究所，合肥230031;2.中国科学技术大学自动化系，合肥230027) 【摘要】人体内各种成分之间的合理比例是维持人体健康的重要因素。与同位素稀释法、总体钾法、双能X线吸收法(DXA)以及皮褶厚度法等方法相比，生物电阻抗法测量人体成分简单、快速和准确，是体成分测量的理想手段。我们介绍了基于生物电阻抗测量技术的体成分测量原理，并以此为指导设计了一种体成分测试仪。该仪器测试数据重复性高，与同类仪器的对比实验验证了其准确性。 【关键词】生物电阻抗法;人体成分;人体健康;生物电阻抗测量技术;体成分测量仪 The Development of a Body Composition Test Device based on Bioelectrical ImpedanceQI Pengxiang1,2,MA Zuchang1, SUN Yining1,LIU Shifa1,2 (1.The Key Laboratory of Biomimetic Sensing and Advanced Robot Technology, Anhui Province, Institute of Intelligence Machines, Chinese Academy of Science, Hefei 230031，China; 2.Dept of Auto，University of Science and Technology of China, Hefei 230027) Abstract：A reasonable ratio between various compositions of the human body is an important factor to make people keep health. Compared with the methods such as isotope dilution, total body potassium, Dual-energy X-ray absorption and skinfold thickness, bioelectrical impedance analyses is simple, fast and accurate. It is an ideal means to measure body composition. In this paper, based on bioelectrical impedance measurement technique, the principium of human body composition test was introduced. Guided by this, a type of human body composition tester was developed. The repeatability of the data measured by this equipment is very high. Comparisons with similar experimental devices have verified the accuracy of the equipment developed by this paper. Key words：Bioelectrical impedance; Body composition; Body health; Bioelectrical impedance measurement technique ; Body composition tester 1 引言 随着社会的进步和生活水平的提高，人们越来越注重自身的健康状况。人体内各种成分维持合理的比例是保持身体健康的重要条件，例如，体内脂肪增加到一定量将导致肥胖症等疾病的发生，矿物质的大量流失将导致骨质疏松症，而肾脏功能性减弱将导致体内水分平衡
电池交流阻抗测试
电池交流阻抗测试 交流阻抗测试是以小振幅正弦波电压信号(或电流信号)作扰动，使电极系统产生近似线性关系的电流或电压响应，从而测量动力电池体系在某一频率范围阻抗谱的方法。这种“黑箱方法”以电压、电流为输入、输出，间接得到电池内部阻抗信息。 在研究电化学阻抗谱的过程中，研究人员基于电化学原理发现了电极界面双电层电容偏离纯电容的特性，由此引申出了分数阶模型，显著提高了对电池频域、时域特性的拟合精度。此外，动力电池交流阻抗谱与老化状态存在强烈的单调映射关系。因此，在获取动力电池交流阻抗谱后，可通过对其中某些特征参数的提取来标定动力电池SOH。 使用电化学工作站对动力电池进行EIS测试有多种方式可选，可采用二电极体系、三电极体系、四电极体系等。如图2-20所示，二电极体系包含工作电极、对电极，三电极体系相比于二电极体系增加了一个已知电位的参比电极，由此可以获得工作电极的电位，同时通过工作电极和对电极回路可以获得流过体系的电流，即可研究动力电池某一电极电位与界面反应对的关系。目前较为常用的是二电极体系。
二电极体系下动力电池与电化学工作站的连接方式如图2-21所示，实物连接方式如图2-22所示。将动力电池的正极作为工作电极，将负极作为对电极，与电化学工作站相应接口连接，用来提供正弦激励信号。此外，参比电极线与负极连接，感受电极线与正极连接，二者没有电流流过，用来测量它们之间的电压信号。
图2-20 EIS测试的二电极体系和三电极体系
图2-21 二电极体系下动力电池与电化学工作站的连接方式EIS的测试方法通常有两种：恒电流法和恒电位法。从理论上讲，两者的测量结果一致，但实际应用中二者的应用场合不同。恒电位法应用较为广泛，动力电池的激励由一个恒定电压与一个幅值确定的正弦信号叠加得到的复合电压信号来提供，同时电化学工作站测量系统的交流电流响应，根据电压和电流的比例得到阻抗。恒电流法是指对动力电池施加一个由直流电流(可以为0)与一个幅值确定的正弦电流信号叠加的复合电流信号作为激励，同时电化学工作站测量动力电池系统的电压信号响应，根据电压和电流的比值计算阻抗。这种方法一般应用于与腐蚀相关的测试或者燃料电池测试中。对于锂离子动力电池，恒电位原位EIS测试和恒电流原位EIS测试均有采用。而恒电流原位EIS测试，能
实验7.8.9.RLC特性阻抗测试
实训项目七 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定 一、实验目的 1．验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R ~f 、L X ~f 、C X ~f 特性曲线。 2．加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系。 二、原理说明 1．在正弦交变信号作用下，电阻元件两端电压与流过的电流有关系式 I R U = 在信号源频率f 较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值与信号源频率无关，其阻抗频率特性R ~f 如图3-20。 如果不计线圈本身的电阻1R ，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为纯电感，有关系式， I jX U L = 感抗 fL X L π2= 感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性L X ~f 如图3-20所示。 在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式， I jX U C -= 容抗 fC X C π21 = 容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性C X ~f 如图3-20。 图3-20 阻抗特性测试电路 2．单一参数R 、L 、C 阻抗率特性的测试电路如图3-20所示。 图中R 、L 、C 为被测元件，r 为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R 、L 、C 元件两端电压R U 、L U 、C U 流过被测元件的电流则可由r 两端电压除以r 得到。 元件的阻抗角（即相位差?）随输入信号的频率变化而改变，同样可用实验方法测得阻
抗角频率特性曲线?~f 。 3．用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。 将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器A Y 和B Y 两个端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如下图3-21所示，荧光屏上数得水 平方向一个周期占n 格，相位差占m 格，则实际的相位差?（阻抗角）为n m 360?=?。 图3-21 相位差测定波形图 三、实验设备 四、实验内容 1．测量单一参数R 、L 、C 元件的阻抗频率特性。 实验线路如图3-20所示，取mH L K R 10,1=Ω= ，Ω==200,1r F C μ。通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至电路输入端，作为激励源U ，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为U =3V ，并在整个实验过程中保持不变。 改变信号源的输出频率从200Hz （用频率计测量），并使开关S 分别接通R 、L 、C 三个元件，用交流毫伏表分别测量R U 、r U ；L U 、r U ；C U 、r U ，并通过计算得到各频率点时的R 、L X 、C X 之值，记录表中。
泄漏电流测试中的人体模拟阻抗
:安规测试面面观–浅谈人体阻抗模型(MD) & 接触电流测试方法厂商:安规测试面面 观–浅谈人体阻抗模型(MD) & 接触电流测试方法 在华仪电子前几期的电子报中曾经为各位介绍有关电源泄漏电流测试(Line Leakage Current Test, LLT)或是现在根据IEC60990所描述专为人体的泄漏电流测试称为”接触电流测试(Touch Current Test ,TC Test)”的应用和测试方法。但在这一期的的电子报中我们将为各位介绍有关接触电流测试不可少的部份就是人体阻抗模型(Measuring Device, MD)，我们要知道因为是模拟人体的阻抗，所以会有男生和女生的差异，还有也会因为生病，人体的阻抗结构也会有所改变，当然外在因素如:触电的电压/频率、触电时间、接触面积、湿度环境都会有着绝对密切的关系。 人体阻抗模型Measuring Device(MD) 人体的阻抗基本上可分为两种，一是皮肤阻抗(Skin Impedance)，一为人体内部阻抗(Internal Impedance)，所以总的人体阻抗(ZT)的定义为皮肤阻抗(Zp)与人体内部阻抗(Zi)的向量和。人体阻抗的等效电路就如(图一)所示，其中Zp1及Zp2代表人身上任何两处，Zi代表人体内部的阻抗，人体阻抗分为皮肤阻抗和人体内阻抗的原因，乃是因为这两种阻抗无论是阻抗值或特性均有很大的差异： 人体的皮肤阻抗基本上是非常近似一个电阻和一个电容并联的等效阻抗，影响皮肤阻抗的因素很多如:电压、频率、触电时间、接触面积、接触力度、皮肤湿度，甚至呼吸的状况都有关系。底下将说明电压高低、频率大小、时间长短和湿度对人体皮肤阻抗的影响。 电压的影响：当电压在50V 以下时，皮肤的阻抗明显受到接触面积、室温及呼吸状况的影响；但当电压在50V以上时，皮肤阻抗则明显下降到几乎可以忽视的地步。 频率的影响：'当频率越高时，皮肤阻抗则越低，这也是为什么皮肤的阻抗等效电路会采用一个电容和一个电阻并联的原因。至于时间，则是触电时间超过几个毫秒，阻抗就会明显的减少；而于湿度方面，若皮肤沾湿了水，阻抗就会趋近于零。 综合上列之特点，我们可以简单而清楚地了解人体在触及一个50V电压源时的状况。首先由于皮肤的电容的充电特性使其阻抗几乎不存在，之后在电容充饱阻抗形成时，依然会在不到几个毫秒的时间
阻抗测试
PCB的差分阻抗测试技术 作者: 周英航上网日期: 2006年11月10日打印版订阅 关键字：PCB电路板TDR真差分TDR特征阻抗Coupon 为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多的采用高速串行总线。在芯片之间、板卡之间、背板和业务板之间实现高速互联。这些高速串行总线的速率从以往USB2.0、LVDS以及FireWire1394的几百Mbps到今天的PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2 、XAUI/2XAUI、XFI的几个Gbps乃至10Gbps。计算机以及通信行业的PCB客户对差分走线的阻抗控制要求越来越高。这使PCB生产商以及高速PCB设计人员所面临的前所未有的挑战。本文结合PCB行业公认的测试标准IPC-TM-650手册，重点讨论真差分TDR测试方法的原理以及特点。 IPC-TM-650手册以及PCB特征阻抗测试背景 IPC-TM-650测试手册是一套非常全面的PCB行业测试规范，从PCB的机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽的测试方法以及测试要求。其中PCB板电气特性要求在第2.5节中描述，而其中的2.5.5.7a(IPC-TM-650官方网站下载链接https://www.sodocs.net/doc/cc17093081.html,/4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2-5-5-7a.pdf)则全面的介绍了PCB特征阻抗测试方法和对相应的测试仪器要求，重点包括单端走线和差分走线的阻抗测试。 TDR的基本原理及IPC-TM-650对TDR设备的基本要求 1.TDR的基本原理 图1是一个阶跃信号在传输线(如PCB的走线)上传输时的示意图。而传输线是通过电介质与GND分隔的，就像无数个微小的电容的并联。电信号到达某个位置时，就会令该位置上的电压产生变化，就像是给电容充电。因此，传输线在此位置上是有对地的电流回路的，因
生物电阻抗技术与人体功能信息
生物电阻抗技术与人体功能信息任超世 (中国医学科学院、中国协和医科大学) [摘要] 生物电阻抗技术是与人体组织和器官的功能信息相联系的。生物电阻抗技术今后的发展方向在于采用全信息生物阻抗检测方法,注意提取与人体生理、病理状态相联系的,丰富的阻抗全信息。该技术今后具有一定的应用与发展前景。 关键词: 生物电阻抗 阻抗全信息 功能信息 1 引言 生物电阻抗(Electrical Bioimpedance)技术是利用生物组织与器官的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的一种无损伤检测技术。它通常是借助置于体表的电极系统向检测对象送入一微小的交流测量电流或电压,检测相应的电阻抗及其变化情况,然后根据不同的应用目的,获取相关的生理和病理信息。这种技术具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简单和功能信息丰富等特点,医生和病人易于接受。 国外的生物阻抗技术在基础研究方面水平较高,以电阻抗断层图像技术(EIT)为发展方向的新一代生物阻抗技术正吸引着世界各国越来越多的研究者[1]。国内的生物阻抗技术以应用研究为主,以各种临床血流图为代表的生物阻抗技术已广泛用于临床,并不断取得进展,水平较高。但是,无论在基础研究还是在临床应用领域,使用单一测量频率,只取阻抗模量的现行阻抗测量方法的现状是不能令人满意的。除了定量性差和定位性不好以外,它还把一些可能是最重要的,最能反映生物阻抗特点和优越性的宝贵信息丢失了[2]。 2 阻抗技术与人体功能信息 生物阻抗技术的真正优势或诱人之处在于利用生物阻抗所携带的丰富生理和病理信息,进行人体组织与器官的无损伤功能评价。当疾病发生时,相关组织与器官的功能性变化往往会先于器质性病变和其它临床症状,如能在疾病的潜伏期或功能代偿期及时检测和确认这些变化,对于相关疾病的普查、预防和早期治疗将是非常有利的。生物阻抗技术提取的是与人体组织和器官功能紧密相关的电特性信息,对血液、气体、体液和不同组织成份具有独特的鉴别力,对那些影响组织与器官电特性的因素,如血液的流动与分布,肺内的血气交换,体液变化与移动等非常敏感。以此为基础,进行心、脑、肺及相关循环系统的功能评价,血液动力学与流变学在体动态研究,肿瘤的早期发现与诊断以及人体组成成份分析等功能性评价,将是生物阻抗技术显示优越性,展现其诱人应用前景的广阔天地。可惜这一点至今还没有被大多数研究者所充分注意。 阻抗技术的进一步发展应把重点放在全信息复阻抗检测方法和人体组织和器官功能信息的提取方面[2]。如果充分考虑人体组织阻抗中的容抗特性,改进理论模型,采用复阻抗全信息的检测方法,以血流中的红细胞为观察研究对象,就可能实现从细胞水平上提取与人体生理、病理状态相联系的,丰富的阻抗全信息。建立旨在评价人体组织和器官功能状态的新型检测技术。 3 发展与应用前景 在获取阻抗全信息(模量与相角或实部与虚部)的前提下,生物阻抗技术可进入细胞层 1998年第11期?热点评介?
PCB的差分阻抗测试技术
PCB的差分阻抗测试技术 摘要：TDR（Time Domain Reflectometry）是PCB行业检测产品的特征阻抗是否符合或达到预计要求的最主要的测试方法。随着计算机和通信系统的串行总线速度显著提高，对PCB 走线特别是差分走线的阻抗控制提出了更高的要求。 如何验证PCB中差分走线的特征阻抗是否达到设计要求成为了PCB生产商以及高速数字电路设计人员必须关注的问题。本文结合PCB行业公认的测试标IPC-TM-650手册，重点讨论真差分TDR测试方法的原理以及特点。 一、引言 为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多的采用高速串行总线。在芯片之间、板卡之间、背板和业务板之间实现高速互联。这些高速串行总线的速率从以往USB2.0、LVDS以及FireWire1394的几百Mbps到今天的PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2、XAUI/2XAUI、XFI的几个Gbps乃至10Gbps。计算机以及通信行业的PCB客户对差分走线的阻抗控制要求越来越高。这使PCB生产商以及高速PCB设计人员所面临的前所未有的挑战。本文结合PCB行业公认的测试标准IPCTM-650手册，重点讨论真差分TDR 测试方法的原理以及特点。 二、IPC-TM-650手册以及PCB特征阻抗测试背景 IPC-TM-650测试手册是一套非常全面的PCB行业测试规范，从PCB的机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽的测试方法以及测试要求。其中PCB板电气特性要求在第2.5节中描述，而其中的2.5.5.7a(IPCTM-650官方网站下载链接https://www.sodocs.net/doc/cc17093081.html,/4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2-5-5-7a.pdf)则全面的介绍了PCB特征阻抗测试方法和对相应的测试仪器要求，重点包括单端走线和差分走线的阻抗测试。 三、TDR的基本原理及IPC-TM-650对TDR设备的基本要求 3.1TDR的基本原理 图1是一个阶跃信号在传输线(如PCB的走线)上传输时的示意图。而传输线是通过电介质与GND分隔的，就像无数个微小的电容的并联。电信号到达某个位置时，就会令该位置上的电压产生变化，就像是给电容充电。因此，传输线在此位置上是有对地的电流回路的，因此就有阻抗的存在。但是该阻抗只有阶跃信号自身才能“感觉到”，这就是我们所说的特征阻抗。 当传输线上出现阻抗不连续的现象时，在阻抗变化的地方阶跃信号就会产生反射的现象，如果将反射信号进行取样并显示在示波器的屏幕上，就会得出如图2所示的波形，从波形中我们可以看出一条被测试的传输线在不同位置上的阻抗变化。同时我们可以比较图2中的两个波形。这是使用两台分辨率不同的TDR设备在测试同一条传输线时获得的测试结果。对于传输线阻抗变化的反映一个明显而另一个不明显。TDR设备感知传输线阻抗不连续的分辨率取决于TDR设备所发出的阶跃信号上升时间的快慢，上升时间快所获得的分辨率就高。而TDR设备的上升时间往往和测试系统的带宽紧密相关，带宽高的测试系统有更
基于multisim11仿真的生物医学工程课程设计：人体阻抗测量
课程设计报告———— 人体阻抗测量
引言 本课程设计探索了一种适用于家庭的低成本生物电阻抗测量系统。采用由一对激励电极及一对敏感电极组成的四电极结构, 用文氏电桥振荡器产生50 kH z 的正弦波信号, 经过一定的削减，施加在与人体皮肤接触的激励电极对上,通过测量敏感电极对的电压, 实现人体生物阻抗的检测, 可望有效克服接触电阻抗以及空间电磁波的干扰。multisim软件仿真结果表明, 这种测量系统在测量结果的线性、稳定性及准确性等方面的性能可满足人体成分测量的要求。这为人体肥胖程度的家庭检测提供了一种有效的工具。 Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。Multisim被美国NI公司收购以后，其性能得到了极大的提升。最大的改变就是：Multisim 9与LABVIEW 8的完美结合： （1）可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器； （2）所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上; (3)所有硬件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和分析。 如此，学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。 1、人体阻抗模型及其测量的意义： 人体的基本构造单位是细胞。细胞被一层具有特殊结构和功能的半透性膜所包被，称作细胞膜或质膜，它允许某些物质有选择地通过，同时又严格地保持细胞内物质成分的稳定。由于细胞膜的存在，人体组织的阻抗特性可由图1 所示的等效电路表示。其中Re，Ri和Ci分别为细胞外液电阻，细胞内液电阻和细胞膜电容。 人体阻抗是包括人体皮肤、血液、肌肉、细胞组织及其结合部在内的含有电阻和电容的全阻抗，如图2所示。皮肤表面0.05~0.2mm厚的角质层电阻值很高。在干燥和干净的状态下，其电阻率可达105~ 106Ω·m。但因其不是一张完整的薄膜，又很容易受到破坏，故计算人体阻抗时一般不予以考虑。人体各部分阻抗大小对比如表1所示。遭受突然的生理刺激时，人体阻抗可能明显降低。 便携式人体健康状况检测仪受到越来越多的重视, 该类仪器中人体成分检测占据极其重要的地位, 例如脂肪、水分检测仪等。目前存在的测量人体成分的方法主要有生物电阻抗法、水重法、同位素稀释法以及双能量X光吸收法等。其中，生物电阻抗分析法(BIA ：Bioelectrical impedanceanalysis)具有无创、简便、廉价、可靠的独特优点, 医生和病人都易于接受，并且这种方法测量人体成分的可行性已经得到大量实验结果的验证。生物阻抗技术的真正优势或诱人之处在于利用生物阻抗所携带的丰富生理和病理信息，进行人体组织与器官的无损伤功能评价。