Gibt es eine gute Möglichkeit, die Induktivität mit einem Oszilloskop und einem Funktionsgenerator genau zu messen? Die beste Methode, die ich finden kann, besteht darin, einen Tankkreis aufzubauen und die Frequenz zu überstreichen, bis die höchste Spannung auftritt. Verwenden Sie dann die folgende Formel, um zu lösen:
Es scheint einen einfacheren Weg zu geben!
Antworten:
Ich habe einen Oszillator mit zwei Anschlüssen verwendet, bei dem der Induktor parallel zu einem geeigneten Kondensator ist, mit einem Oszilloskop oder Zähler, um die Schwingungsfrequenz zu messen. Ich habe einmal einen Induktor an einem sehr teuren Induktivitätsmesser bei der Arbeit überprüft, und die Werte waren identisch. Der quellengekoppelte Oszillator mit zwei FETs ist ideal für diese Anwendung oder den LM311:
Die Sweep- und Oszillator-Methoden sind beide anständige Methoden, aber Sie müssen in vielen Fällen den Wert der parasitären Eigenkapazität des Induktors berücksichtigen. Sie sollten auch überlegen, welche Fehler auftreten können, wenn das Q des abgestimmten Schaltkreises niedrig ist. Mehr dazu unten, aber im Moment gehe ich davon aus, dass Sie einen Resonanzkreis mit hohem Q aus einem unbekannten L und einem bekannten C erstellen können.
Verwenden Sie , um den Induktivitätswert zu "extrahieren" - der von Ihnen berechnete L-Wert basiert auf der "bekannten Kapazität", die die Schaltung mit der Frequenz Fn - diesem Kondensator - parallel schwingt muss einen genau bekannten Wert haben. Dies gibt Ihnen die erste Schätzung.
Fügen Sie parallel einen weiteren "bekannten" Kondensator hinzu und Sie erhalten eine neue niedrigere Frequenz. Wenn Sie die Induktivität basierend auf der neuen Schaltung neu berechnen, unterscheidet sie sich möglicherweise geringfügig von der vorherigen. Dies liegt daran, dass die parasitäre Kapazität des Induktors die bekannten Kondensatoren um einige Prozent versetzt.
Sie haben jetzt genügend Zahlen, um den genauen Induktivitätswert zu berechnen. Sie haben auch genügend Informationen, um die Eigenkapazität und damit die Eigenresonanzfrequenz (SRF) zu berechnen. Mathe jetzt!
Lassen Sie zur letzten Überprüfung den Induktor (ohne zusätzliche Kondensatoren) an seiner SRF laufen und prüfen Sie, ob die Komponente bei der vorhergesagten Resonanz schwingt.
In den meisten Fällen wird dies übereinstimmen. Wenn Sie jedoch mit kleinen Induktivitätswerten (z. B. <100 nH) arbeiten, liegen die beteiligten Parasiten in der gleichen Größenordnung wie alle Messsonden usw. Dann benötigen Sie spezielle Geräte, um diese Probleme zu lösen, würde ich sagen.
Schaltungen mit niedrigem Q verursachen ebenfalls einen Fehler. Die "gedämpfte" Resonanzfrequenz nimmt mit abnehmendem Q-Faktor ab, und dies bedeutet, dass die Formel zunehmend ungenauer wird. Hier ist ein Wiki-Bild, das erklärt: -
Beachten Sie, dass dieses Diagramm für mechanisch resonante Situationen oder elektrisch resonante Schaltkreise funktioniert.
Wenn Sie sich die blaue Linie in der Grafik ansehen, sehen Sie, dass sich hier der Resonanzpeak mit zunehmender Dämpfung bewegt. Es kann zu erheblichen Fehlern führen und sich dessen bewusst sein. Das Hinzufügen der zusätzlichen Kappe, um eine bessere Chance zur Berechnung des tatsächlichen Induktivitätswerts zu erhalten (wie oben erwähnt), erhöht auch die "Dämpfung" des Schaltkreises. Daher MUSS bei der Berechnung der Induktivität vorsichtig vorgegangen werden, wenn der "Resonanz" -Peak nicht sehr stark ist.
Normalerweise messe ich die Induktivität von Leistungsdrosseln, indem ich einen Kondensator auf eine feste Spannung auflade und diese Spannung dann kurzzeitig an die Drossel anlege. Beobachten Sie den Strom durch die Drossel mit einem Zielfernrohr, und die Steigung und Spannung geben Ihnen die Induktivität.
Sie benötigen also ein Oszilloskop, einige Mittel zum Messen des Stroms (ein Shunt-Widerstand sollte dies tun), einen Kondensator, einige Mittel zum Laden des Kondensators und einen Schalter, der den Kondensator mit dem Induktor sicher kurzschließen kann. Fangen Sie natürlich langsam an. Abhängig von der Größe Ihres Induktors können Sie ihn leicht zerstören, indem Sie zu viel Spannung oder Kapazität anlegen. Ein Schalter, der den Kontakt öffnen (und den unvermeidlichen induktiven Tritt bewältigen kann), ist möglicherweise vorzuziehen, sodass Sie sicher sein können, dass Sie nicht die gesamte Energie in der Kappe direkt in die Erwärmung der Drossel ablassen.
John Becker hatte ein Bauprojekt, bei dem er ein PIC LCF-Messgerät baute. Er benutzte die folgende Schaltung, um eine Schwingung zu erhalten. Er benutzte das 4011 Nand Gate, aber man kann auch versuchen, einen invertierenden Puffer (74LS04 usw.) anstelle des Nand Gates zu verwenden. Ich habe den HEF40106 ausprobiert, aber das hat überhaupt nicht funktioniert.
Es gilt die Standardformel:
Die Reihenkapazität C beträgt in diesem Fall also 10 nF. VR2 sorgt dafür, dass die Schwingung zuverlässig startet und während des Betriebs stabil bleibt. Der L1-Induktor liefert eine minimale Induktivität, die man subtrahieren kann, um den unbekannten Wert von L zu erhalten.