Mallinnan vuorovaikutteisten värähtelypiirien hienoa käyttäytymistä. Olen etsinyt pari menetelmää induktanssin mittaamiseksi. Uskon, että noudatan menettelyä uskollisesti, mutta saamani arvot eivät ole niin tarkkoja kuin odotan. Tämä on periaatteessa peruskysymys, mutta mieluiten ”haluan 1%: n tai pienemmän tarkkuuden ja en” t uskon, että saavutan sen löydetyillä menetelmillä. Minulla on Tektronix 1001B -oskilloskooppi ja melko vakiosignaaligeneraattori.
Ensinnäkin: Onko 1%: n tarkkuus tällä laitteella epärealistinen?
Jos ei, olen noudattanut induktanssin mittausmenetelmää siniaallolla: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (yritin myös menetelmä, jossa viritetään taajuus, kunnes induktorin jännite on puolet kokonaisjännitteestä).
Mittaan kahdesta induktorista sarjassa; terveystarkastuksena tein myös molemmat induktorit erikseen. L1 on sellainen induktori, joka näyttää vastukselta (katso vihreää kuvassa Lcoil on kelattu induktori (katso alla) nimellisarvot ovat L1 = 220 uH ja Lcoil = 100 uH, joten odotan yhteensä noin Ltot = 320 uH. Kaikkien mittausten arvo on f = 95 kHz, koska se on toimintataajuus.
- R_s = 100 ohm antaa Ltot = 290, L1 = 174 ja Lcoil = 122 (L1 + Lcoil = 296)
- R_s = 56 ohm antaa Ltot = 259, L1 = 174 ja Lcoil = 98 (L1 + Lcoil = 272)
Ovatko nämä parhaat luvut, joita voin odottaa ? Kelan arvo muuttuu yli 20% ja kokonaisarvo vaihtelee ~ 10%. Minulla ei ole elektroniikan taustaa, joten jos olen joitain intuitiivisia perusperiaatteita, joita jätän huomioimatta, ilmoita siitä minulle!
Muokkaa: Lisään yhden laskutoimituksen näyttökuvan, joka antaa induktanssin ja induktorin vastuksen arvot. 
kommentit
- Osta kallis LCR-mittari tai osta vain muutama erittäin tarkka induktori referenssinä, tee sitten A: n ja B: n vertailut. Signaaligeneraattorilla ja o-laajuudella tarvitset tunnettuja tarkkoja viitteitä tuntemattomien arvojen arvioimiseksi paremmin. Emme voi suositella valmistajia tai lähteitä, koska se rikkoo sivuston sääntöjä.
- Laskitko sinäkin induktoreiden ESR: n? Miltä nämä numerot näyttivät?
- @ElliotAlderson Lisäsin kuvan laskennasta R_s = 56: n kokonaisinduktanssille. ESR on järkevä tässä laskennassa, mutta arvo vaihtelee paljon joissakin laskelmissa, mikä on myös levottomuuden lähde.
Vastaus
Käyttämäsi menetelmä on hyvin virheherkkä, ESR voi olla ongelma, mutta myös tarkan jännitesuhteen määrittäminen ei ole helppoa.
Käytän LC-rinnakkaisresonanssia:
\ $ F_c = \ frac 1 {2 \ pi \ sqrt {LC}} \ $
Hanki 1% (tai parempi) tarkka kondensaattori. Jos sinulla ei ole tällaista kondensaattoria, unohda koko asia, et saa 1% tarkkuudella.
Käytä tällaista piiriä:
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Jos sinulla on karkea arvo Lx: lle, määritä resonanssitaajuus yllä olevan kaavan avulla yhdessä a ccurate kondensaattori C_1%.
Sinun tulisi pyrkiä taajuuteen, jonka signaaligeneraattori voi helposti tuottaa, esimerkiksi 1 MHz. Aseta generaattorin lähtöjännite pari volttia, tarkalla arvolla ei ole väliä, koska haluamme määrittää resonanssitaajuuden .
Vaihda generaattorin taajuutta ja pidä oskilloskoopilla silmällä signaalin amplitudia . Taajuus, jossa amplitudi on suurin , se on resonanssitaajuus. Käytä sitten tätä taajuutta ja C_1% -arvoa Lx: n arvon määrittämiseen? käyttämällä yllä olevaa kaavaa.
Jos signaaligeneraattori ei ole kovin tarkka (jos kyseessä on analoginen signaaligeneraattori), mittaa taajuus oskilloskoopillasi. Tarvitset taajuudelle paremman kuin 0,01% tarkan arvon, muuten et voi saada 1%: n kokonaistarkkuutta. Oskilloskooppi on digitaalinen, joten se voi mitata taajuuksia riittävän tarkasti.
Kommentit
- taajuus seuraa sqrt: ää (LC), jotta saat 1% induktanssi tarvitsee vähintään 0,01% tarkan taajuusmittauksen.
- Jos mielestäsi on tarpeen mitata taajuus nollaksi.01%, sinun on pitänyt paremmin ottaa huomioon induktorin vastus vaimennetun oskillaattorin huippuvasteen tarkassa sijainnissa.
- En halua ’ ei ymmärrä, miksi taajuus edellyttää tarkkuutta 0,01%. Induktanssin tulisi olla verrannollinen arvoon 1 / (F ^ 2 * C); mikä osoittaa, että noin 0,5% pitäisi riittää. (Ilmeisesti ylimääräisellä marginaalilla, koska virhelähteitä on kaksi.)
- Huomaa, että ei-ihanteellisille induktoreille (joista tämä on yksi) induktanssi on taajuuden funktio! Syitä ovat mm. Ydinmateriaalin taajuusvaste ja pyörrevirtojen esiintyminen. Sinun tulisi valita kondensaattori, joka sijoittaa resonanssitaajuuden lähellä kiinnostavaa taajuutta. Joten 95 kHz: n sijaan 1 MHz: n.
- Varokaa myös lisäinduktanssia johdotuksen loppupäässä. Leipälaudan johdot tai piirilevyjäljet toimivat lisäinduktansseina. Jos välität induktanssin induktanssista (pikemminkin kuin piirin induktanssi), tee parhaansa pitääkseen ne minimissä, ainakin käyttämällä mahdollisimman lyhyitä johtoja. Testattava induktori ei näytä ’ näyttävän siltä, että sillä olisi erittäin suuri induktanssi.
Vastaa
Sunnyskyguy hahmotellaan erinomainen menetelmä. Tarkkuus riippuu resonoivasta kondensaattorivirheestä. Toinen virhetermi on taajuus: Tek 1001B: n kristalliohjatun aikajakson tulisi tehdä taajuusmittauksista tarkkoja.
Kannattaa hahmotella vaihtoehtoinen testikokoonpano: sarja LC. Voit tehdä tämän funktiogeneraattorilla + oskilloskoopilla. Funktiogeneraattori tuottaa kohtuullisen amplitudin siniaallon:
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Säädä toimintageneraattorin taajuutta etsimällä amplitudin laskua oskilloskoopilla. Dipin syvyys antaa induktorin laadun Q. Jos toimintageneraattorin siniaalto on vääristynyt, voit nähdä, onko induktorin lineaarisuudet aiheuttavat harmonisten havaittavuuden upotustaajuudella. Harmoniset yliaaltot voivat johtua myös funktiogeneraattorin vääristymistä.
\ $ L = {{1} \ over {( 2 \ pi f) ^ 2 C_ {testi}}} \ $
Tällä menetelmällä on se etu, että oskilloskooppianturin kapasitanssi ei tule esiin. Polun toimintageneraattorista testauslaitteeseen tulisi olla mahdollisimman lyhyt. Testivalaisimesta oskilloskooppiin voi olla pidempi (käytä 1x-anturia).
Monilla toimintageneraattoreilla on tarkka sisäinen 50 ohmin lähdevastus. Jos ei, voit liittää 50 ohmin vaimentimen vakaan 50 ohmin lähdevastuksen saavuttamiseksi. LC-sarjan resonanssitaajuudella sinulla on jännitteenjakaja funktiogeneraattorin s \ $ R_ {sisäinen} \ $ ja testi-induktorin sisäisen vastuksen välillä. Dip-amplitudi-oskilloskoopin jännite mahdollistaa induktorin vastuksen laskemisen. Löydä se käyttämällä kahden vastuksen jännitteenjakajan laskentaa:
\ $ R_ {induktori} = {50 {V_ {dip}} \ yli {V_ {open-cct} – V_ {dip}}} \ $
Vastaa
Voit käyttää sarja- tai rinnakkaisresonanssia riippuen siitä, minkä impedanssin valitset resonanssissa ja mitä Q odotat kummastakin tilasta. Tässä 100 kHz on ~ 100 ohmia ja 30 dB: n Q tarkoittaa 0,1 ohmia DCR: lle .
Tätä voidaan rajoittaa ohjaimestasi GBW . 300 ohm (1 + f) / GBW = R out ellei nykyinen rajoitettu.
Täällä minä valitsin 10 nF -kalvon erittäin matalan ESR: n takia. Mutta minun piti puskuroida lähtöimpedanssilla, joka on pienempi kuin Il, jos haluan mitata sitä. Vahvistus on signaalin Q tai impedanssisuhde.
Tässä sekä L että DCR löytyvät luokitussarjasta C ja itsekäämittävästä kapasitanssista loven SRF kohdalla 1 MHz. Mittarilukema vaihtelee.
Yleensä haluat testata sen taajuusalueella, jota sitä käytetään. Päätä sitten, haluatko lisätä tasavirtajännitevirran ja pariliittää signaalin eristääksesi DC-virtalähteestäsi.
Tavallisesti RLC-mittarit käyttävät vakiovirtaista siniaaltoa 1 kHz enintään 1 MHz. Mittaa sitten jännite ja vaihe RLC: n laskemiseksi.