Métodos para medir a indutância com alta (1%) precisão usando equipamento padrão?

O método que você usa é muito sensível a erros. ESR pode ser um problema, mas também determinar as relações exatas de tensão não é “fácil.

Eu usaria ressonância paralela LC:

\ $ F_c = \ frac 1 {2 \ pi \ sqrt {LC}} \ $

Obtenha um capacitor preciso de 1% (ou melhor). Se você não tiver esse capacitor, então esqueça tudo, você não obterá a precisão de 1%.

Use um circuito como este:

^{simule este circuito – Esquema criado usando o CircuitLab}

Se você tiver um valor aproximado para Lx, use a fórmula acima para determinar a frequência de ressonância em combinação com a capacitor de precisão C_1%.

Você deve buscar uma frequência que o gerador de sinal possa gerar facilmente, por exemplo 1 MHz. Defina a tensão de saída do gerador em alguns volts, o valor exato não importa, pois queremos determinar a frequência de ressonância .

Varie a frequência do gerador e, no osciloscópio, fique de olho no sinal amplitude . A frequência em que a amplitude é maior , ou seja, a frequência de ressonância. Em seguida, use essa frequência e o valor de C_1% para determinar o valor de Lx? usando a fórmula acima.

Se o gerador de sinal não for muito preciso (se for um gerador de sinal analógico), meça a frequência usando seu osciloscópio. Você precisa de um valor de precisão melhor que 0,01% para a frequência, caso contrário, não será possível obter a precisão geral de 1%. Seu osciloscópio é digital, então pode medir frequências com mais precisão.

Comentários

• a frequência segue sqrt (LC) para obter 1% indutância, você precisa de pelo menos 0,01% de medição de frequência precisa.
• Se você acha que é necessário medir a frequência para 0.01%, é melhor você levar em consideração a resistência do indutor na posição exata da resposta de pico para um oscilador amortecido .
• Eu não ‘ Não veja por que você deve exigir 0,01% de precisão para frequência. A indutância deve ser proporcional a 1 / (F ^ 2 * C); indicando que cerca de 0,5% deve ser suficiente. (Obviamente com alguma margem extra, já que existem duas fontes de erro.)
• Esteja ciente de que para indutores não ideais (dos quais este é um), a indutância é uma função da frequência! As razões incluem a resposta de frequência do material do núcleo e a presença de correntes parasitas, entre outras. Você deve escolher um capacitor que coloque aproximadamente a frequência ressonante perto da frequência de seu interesse. Portanto, 95 kHz em vez de 1 MHz.
• Além disso, tome cuidado com o acréscimo de indutância da fiação no resto do circuito. A fiação da placa de ensaio ou traços de PCB atuarão como indutâncias adicionais. Se você se preocupa com a indutância do indutor (em vez da indutância do circuito), faça o possível para mantê-la no mínimo, pelo menos usando os fios mais curtos possíveis. O indutor que você está testando não ‘ parece ter uma indutância muito grande.

Sunnyskyguy descreve um método excelente. A precisão depende do erro do capacitor ressonante. O outro termo de erro é frequência: a base de tempo controlada por cristal do Tek 1001B deve fazer medições de frequência precisas.

Vale a pena delinear a configuração de teste alternativa: série LC. Você pode fazer este aqui com gerador de função + osciloscópio. O gerador de função emite uma onda senoidal de amplitude decente:

^{simule este circuito – Esquema criado usando o CircuitLab}
Ajuste a frequência do gerador de função procurando uma queda de amplitude no osciloscópio. A profundidade da queda dá uma indicação da qualidade do indutor Q. Se a onda senoidal do gerador de função for de baixa distorção, você pode ver se linearidades no indutor fazem com que os harmônicos sejam observáveis na frequência de mergulho. Os harmônicos também podem ser causados pela distorção do gerador de função.
\ $ L = {{1} \ over {( 2 \ pi f) ^ 2 C_ {teste}}} \ $
Este método tem a vantagem de que a capacitância da ponta de prova do osciloscópio não entra em jogo. O caminho do gerador de função ao dispositivo de teste deve ser o mais curto possível. Do dispositivo de teste ao osciloscópio pode ser mais longo (use uma ponta de prova 1x).
Muitos geradores de função têm uma resistência de fonte interna precisa de 50 ohms. Caso contrário, você pode conectar um atenuador de 50 ohms, para estabelecer uma resistência de fonte sólida de 50 ohms. Na frequência ressonante da série LC, você tem um divisor de tensão entre o gerador de função “s \ $ R_ {internal} \ $ e a resistência interna do indutor de teste. A tensão do osciloscópio de amplitude de mergulho permite um cálculo da resistência do indutor. Use o cálculo do divisor de tensão de dois resistores para encontrá-lo:
\ $ R_ {inductor} = {50 {V_ {dip}} \ over {V_ {open-cct} – V_ {dip}}} \ $

Você pode usar ressonância em série ou paralela dependendo de qual impedância você escolher na ressonância e qual Q você espera de qualquer modo. Aqui, 100 kHz é ~ 100 ohms e Q de 30 dB implica 0,1   ohm para DCR .

Isso pode ser limitado por seu produto de driver GBW . 300 ohm (1 + f) / GBW = R _out a menos que atual limitado.

Aqui, escolhi o filme 10 nF devido a um ESR muito baixo. Mas eu precisava armazenar em buffer com impedância de saída inferior ao DCR do co il, se eu quiser medir isso. A amplificação é o Q ou relação de impedância do sinal.

Aqui, L e DCR são encontrados pela série de classificação C e capacitância de enrolamento automático do entalhe SRF em 1   MHz. Sua milhagem irá variar.

Normalmente você deseja testá-lo na região de frequência em que será usado. Em seguida, decida se deseja adicionar corrente de polarização CC e acoplamento CA ao sinal para isolar de sua fonte de alimentação CC.

Normalmente, os medidores RLC usam uma onda senoidal de corrente constante em 1   kHz até 1   MHz. Em seguida, meça a tensão e a fase para calcular o RLC.