Je modélise le comportement fin des circuits oscillatoires en interaction. Jai recherché quelques méthodes pour mesurer linductance. Je crois que je suis fidèle à la procédure, mais les valeurs que jobtiens ne sont pas aussi précises que ce à quoi je mattendais. Cest, en principe, une question élémentaire, mais idéalement jaimerais une précision de 1% ou moins et je ne le fais Je crois y parvenir avec les méthodes que je peux trouver. Jai un oscilloscope Tektronix 1001B et un assez bon générateur de signaux standard.
Premièrement: une précision de 1% avec cet équipement est-elle irréaliste?
Sinon, jai suivi la procédure de mesure de linductance avec une onde sinusoïdale ici: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (jai aussi essayé la méthode par laquelle vous réglez la fréquence jusquà ce que la tension de linducteur soit la moitié de la tension totale).
Je mesure sur deux inducteurs en série; pour vérifier la santé mentale, jai également fait les deux inducteurs séparément. L1 est le type dinducteur qui ressemble à une résistance (voir la chose verte sur la photo ci-dessous); Lcoil est un inducteur enroulé (voir ci-dessous). T Les valeurs nominales sont L1 = 220 uH et Lcoil = 100 uH, donc jattends un total denviron Ltot = 320 uH. Toutes les mesures sont avec f = 95 kHz car cest la fréquence de fonctionnement.
- R_s = 100 Ohm donne Ltot = 290, L1 = 174 et Lcoil = 122 (L1 + Lcoil = 296)
- R_s = 56 Ohm donne Ltot = 259, L1 = 174 et Lcoil = 98 (L1 + Lcoil = 272)
Ce sont les meilleurs nombres auxquels je puisse mattendre ? La valeur de la bobine change de plus de 20% et la valeur totale varie denviron 10%. Je nai pas dexpérience en électronique, donc sil y a des principes intuitifs de base que je néglige, faites-le moi savoir!
Edit: Jajoute une capture décran de lun des calculs, qui fournit les valeurs de linductance et de la résistance de linductance. 
Commentaires
- Achetez un compteur LCR coûteux, ou achetez simplement quelques inducteurs très précis comme référence, puis faites des comparaisons A contre B. Avec un générateur de signaux et un o-scope, vous avez besoin de références précises connues pour mieux juger les valeurs inconnues. Nous ne pouvons pas recommander des fabricants ou des sources, car cela enfreint les règles du site.
- Avez-vous également calculé lESR des inducteurs? À quoi ressemblaient ces chiffres?
- @ElliotAlderson Jai ajouté une image du calcul de linductance totale pour R_s = 56. LESR est raisonnable pour ce calcul, mais la valeur varie beaucoup dans certains calculs, ce qui est également une source de malaise.
Réponse
La méthode que vous utilisez est très sensible aux erreurs, lESR peut être un problème, mais il nest pas facile de déterminer les rapports de tension exacts.
Jutiliserais la résonance parallèle LC:
\ $ F_c = \ frac 1 {2 \ pi \ sqrt {LC}} \ $
Obtenez un condensateur précis à 1% (ou mieux). Si vous navez pas un tel condensateur, oubliez tout cela, vous nobtiendrez pas la précision de 1%.
Utilisez un circuit comme celui-ci:
simuler ce circuit – Schéma créé à laide de CircuitLab
Si vous avez une valeur approximative pour Lx, utilisez la formule ci-dessus pour déterminer la fréquence de résonance en combinaison avec le a un condensateur précis C_1%.
Vous devez viser une fréquence que le générateur de signaux peut facilement générer, par exemple 1 MHz. Réglez la tension de sortie du générateur sur quelques volts, la valeur exacte na pas dimportance car nous voulons déterminer la fréquence de résonance .
Variez la fréquence du générateur et sur loscilloscope, gardez un œil sur le signal amplitude . Fréquence où lamplitude est la la plus grande , cest-à-dire la fréquence de résonance. Ensuite, utilisez cette fréquence et la valeur de C_1% pour déterminer la valeur de Lx? en utilisant la formule ci-dessus.
Si le générateur de signaux nest pas très précis (sil sagit dun générateur de signaux analogiques) alors mesurer la fréquence à laide de votre oscilloscope. Vous avez besoin dune valeur de précision supérieure à 0,01% pour la fréquence, sinon vous ne pouvez pas obtenir la précision globale de 1%. Votre oscilloscope est numérique et peut donc mesurer les fréquences avec plus de précision.
Commentaires
- la fréquence suit sqrt (LC) donc pour obtenir 1% inductance, vous avez besoin dau moins 0,01% de mesure de fréquence précise.
- Si vous pensez quil est nécessaire de mesurer la fréquence à 0.01%, il vaut mieux tenir compte de la résistance de linductance sur la position exacte de la réponse crête pour un oscillateur amorti .
- Je ne ‘ ne voyez pas pourquoi vous devriez exiger une précision de 0,01% pour la fréquence. Linductance doit être proportionnelle à 1 / (F ^ 2 * C); indiquant qu’environ 0,5% devrait suffire. (Evidemment avec une marge supplémentaire puisquil y a deux sources derreur.)
- Sachez que pour les inducteurs non idéaux (dont celui-ci est un), linductance est fonction de la fréquence! Les raisons incluent la réponse en fréquence du matériau central et la présence de courants de Foucault, entre autres. Vous devez choisir un condensateur qui place approximativement la fréquence de résonance près de votre fréquence dintérêt. Donc, 95 kHz plutôt que 1 MHz.
- Aussi, méfiez-vous de linductance supplémentaire du câblage dans le reste de votre circuit. Le câblage de votre maquette ou les traces de PCB agiront comme des inductances supplémentaires. Si vous vous souciez de linductance de linductance (plutôt que de linductance du circuit), faites de votre mieux pour les maintenir au minimum, au moins en utilisant les fils les plus courts possibles. Linductance que vous testez na ‘ pas lair davoir une très grande inductance.
Réponse
Sunnyskyguy décrit une excellente méthode. La précision dépend de lerreur du condensateur résonnant. Lautre terme derreur est la fréquence: la base de temps contrôlée par le cristal du Tek 1001B devrait rendre les mesures de fréquence précises.
Il vaut la peine de décrire la configuration de test alternative: la série LC. Vous pouvez faire celle-ci avec générateur de fonctions + oscilloscope. Le générateur de fonctions produit une onde sinusoïdale damplitude décente:
simuler ce circuit – Schéma créé à laide de CircuitLab
Ajustez la fréquence du générateur de fonctions à la recherche dun creux damplitude sur loscilloscope. La profondeur du creux donne une indication de la qualité de linducteur Q. Si londe sinusoïdale de votre générateur de fonctions est à faible distorsion, vous pouvez voir si non- les linéarités de linductance font que les harmoniques sont observables à la fréquence de creux. Les harmoniques peuvent également être causées par la distorsion du générateur de fonctions.
\ $ L = {{1} \ over {( 2 \ pi f) ^ 2 C_ {test}}} \ $
Cette méthode présente lavantage que la capacité de la sonde de loscilloscope nentre pas en jeu. Le chemin entre le générateur de fonctions et le dispositif de test doit être aussi court que possible. De lappareil de test à loscilloscope peut être plus long (utilisez une sonde 1x).
De nombreux générateurs de fonctions ont une résistance de source interne précise de 50 ohms. Sinon, vous pouvez connecter un atténuateur de 50 ohms pour établir une résistance de source solide de 50 ohms. À la fréquence de résonance de la série LC, vous avez un diviseur de tension entre la résistance interne du générateur de fonctions « s \ $ R_ {internal} \ $ et de test-inductor. La tension de loscilloscope damplitude de creux permet un calcul de la résistance de linducteur. Utilisez le calcul du diviseur de tension à deux résistances pour le trouver:
\ $ R_ {inductor} = {50 {V_ {dip}} \ over {V_ {open-cct} – V_ {dip}}} \ $
Réponse
Vous pouvez utiliser la résonance série ou parallèle en fonction de limpédance que vous choisissez pour la résonance et de ce que Q que vous attendez de lun ou lautre mode. Ici, 100 kHz équivaut à ~ 100 ohms et Q de 30 dB implique 0,1 ohm pour DCR .
Cela peut être limité par votre pilote GBW produit. 300 ohms (1 + f) / GBW = R out sauf courant limité.
Ici I a choisi un film de 10 nF en raison dun ESR très faible. Mais javais besoin de tamponner avec une impédance de sortie inférieure au DCR du co il, si je veux mesurer cela. Lamplification est le rapport Q ou impédance du signal.
Ici, L et DCR sont trouvés en évaluant la série C et la capacité denroulement automatique de lencoche SRF à 1 MHz. Votre kilométrage variera.
En général, vous souhaitez le tester dans la région de fréquence où il sera utilisé. Ensuite, décidez si vous souhaitez ajouter un courant de polarisation CC et un couple CA pour isoler le signal de votre alimentation CC.
Normalement, les compteurs RLC utilisent une onde sinusoïdale à courant constant à 1 kHz jusquà 1 MHz. Mesurez ensuite la tension et la phase pour calculer le RLC.