Измерить индуктивность катушки: Правила измерения индуктивности с помощью мультиметра, подключение приставки

Правила измерения индуктивности с помощью мультиметра, подключение приставки

При работе с любыми электроприборами или токопроводящими деталями, наличие измерительной аппаратуры является необходимым, будь то амперметр, вольтметр или омметр. Но для того чтобы не покупать все эти устройства, лучше обзавестись мультиметром.

Мультиметр является универсальным измерительным аппаратом, который позволяет измерить любую характеристику электричества. Мультиметры бывают аналоговые и цифровые.

Аналоговый мультиметр

Данный тип мультеметров отображает показания измерений при помощи стрелки, под которой установлено табло с различными шкалами значений. Каждая шкала отображает показания того или иного измерения, которые подписаны непосредственно на табло.

Но для новичков такой мультиметр будет не самым лучшим выбором, поскольку разобраться во всех обозначениях, которые находятся на табло довольно трудно. Это может привести к не правильному пониманию результатов измерения.

Цифровой мультиметр

В отличие от аналоговых, этот мультиметр позволяет с легкостью определять интересуемые величины, при этом его точность измерений гораздо выше по сравнению со стрелочными аппаратами.

Также наличие переключателя между различными характеристиками электричества исключает возможность перепутать то или иное значение, поскольку пользователю не нужно разбираться в градации шкалы показаний.

Результаты измерений отображаются на дисплее (в более ранних моделях – светодиодных, а в современных – жидкокристаллических). За счет этого цифровой мультиметр комфортен для профессионалов и прост и понятен в использовании для новичков.

Измеритель индуктивности для мультиметра

Несмотря на то, что определять индуктивность при работе с электроникой приходится редко, это все же иногда необходимо, а мультиметры с измерением индуктивности найти достаточно трудно. В данной ситуации поможет специальная приставка к мультиметру, позволяющая измерить индуктивность.

Зачастую для подобной приставки используется цифровой мультиметр установленный на измерение напряжения с порогом точности измерения в 200 мВ, который можно приобрести в любом магазине электро и радиоаппаратуры в готовом виде. Это позволит сделать простую приставку к цифровому мультиметру.

Сборка платы приставки

Собрать приставку-тестер к мультиметру для измерения индуктивности можно без особых проблем в домашних условиях, обладая базовыми знаниями и навыками в области радиотехники и пайки микросхем.

В схеме платы можно применять транзисторы КТ361Б, КТ361Г и КТ3701 с любыми буквенными маркерами, но для получения более точных измерений лучше использовать транзисторы с маркировкой КТ362Б и КТ363.

Эти транзисторы устанавливаются на плате в позициях VT1 и VT2. На позиции VT3 необходимо установить кремневый транзистор со структурой p-n-p, например, КТ209В с любой буквенной маркировкой. Позиции VT4 и VT5 предназначены для буферных усилителей.

Подойдет большинство высокочастотных транзисторов, с параметрами h31Э для одного не меньше 150, а для другого более 50.

Для позиций VD и VD2 подойдут любые высокочастотные кремневые диоды.

Резистор можно выбрать МЛТ 0,125 или аналогичный ему. Конденсатор С1 берется с номинальной емкостью 25330 пФ, поскольку он отвечает за точность измерений и ее значение стоит подбирать с отклонением не более 1%.

Такой конденсатор можно сделать объединив термостабильные конденсаторы разной емкости (например, 2 на 10000 пФ, 1 на 5100 пФ и 1 на 220 пФ). Для остальных позиций подойдут любые малогабаритные электролитические и керамические конденсаторы с допустимым разбросом в 1,5-2 раза.

Контактные провода к плате (позиция Х1) можно припаять или подключать при помощи пружинящих зажимов для «акустических» проводов. Разъем Х3 предназначен для подключения приставки к мультиметру (частотомеру).

Проводу к «бананам» и «крокодилам» лучше взять короче, что бы уменьшить влияние их собственной индуктивности на показания замеров. В месте припаивания проводов к плате, соединение стоит дополнительно зафиксировать каплей термоклея.

При необходимости регулирования диапазона измерений на плату можно добавить разъем для переключателя (например, на три диапазона).

Корпус приставки к мультиметру

Корпус можно сделать из уже готового короба подходящего размера или сделать короб самостоятельно. Материал можно выбрать любой, например, пластик или тонкий стеклотекстолит. Короб делается под размер платы, и в нем подготавливаются отверстия для ее крепления. Также делаются отверстия для подключения проводки. Все фиксируется небольшими шурупами.

Питание приставки осуществляется от сети при помощи блока питания с напряжением в 12 В.

Настройка измерителя индуктивности

Для того чтобы откалибровать приставку для измерения индуктивности понадобятся несколько индукционных катушек с известной индуктивность (например, 100 мкГн и 15 мкГн).

Катушки по очереди подключаются к приставке и, в зависимости от индуктивности, движком подстроечного резистора на экране мультиметра выставляется значение 100,0 для катушки на 100 мкГн и 15 для катушки на 15 мкГн с точностью 5%.

По такому же методу устройство настраивается и в других диапазонах. Важным фактором является то, что для точной калибровки приставки необходимы точные значение тестовых катушек индуктивности.

Альтернативным методом определения индуктивности является программа LIMP. Но этот способ требует некоторой подготовки и понимания работы программы.

Но как в первом, так и во втором случае точность подобных измерений индуктивности будет не очень высока. Для работы с высокоточным оборудованием данный измеритель индуктивности подходит плохо, а для домашних нужд или для радиолюбителей будет отличным помощником.

Проведение замеров индуктивности

После сборки приставку к мультиметру необходимо протестировать. Есть несколько способов, как проверить устройство:

1. Определение индуктивности измерительной приставки. Для этого необходимо замкнуть два провода, предназначенных для подключения к индуктивной катушке. Например, при длине каждого провода и перемычки 3 см образуется один виток индукционной катушки. Этот виток обладает индуктивностью 0,1 – 0,2 мкГн. При определении индуктивности свыше 5 мкГн данная погрешность не учитывается в расчетах. В диапазоне 0,5 – 5 мкГн при измерении необходимо брать в расчет индуктивность устройства. Показания менее 0,5 мкГн являются примерными.
2. Измерение неизвестной величины индуктивности. Зная частоту катушки, при помощи упрощенной формулы расчета индуктивности можно определить это значение.
3. В случае, когда порог срабатывания кремниевых p-n переходов выше амплитуды измеряемой электрической цепи (от 70 до 80 мВ), можно измерить индуктивность катушек непосредственно в самой схеме (предварительно обесточив ее). Поскольку собственная емкость приставки имеет большое значение (25330 пФ), погрешность подобных измерений будет составлять не более 5% при условии, что емкость измеряемой цепи не превышает 1200 пФ.

При подключении приставки непосредственно к катушкам расположенным на плате применяется проводка длиной 30 сантиметров с зажимами для фиксации или щупами. Провода скручиваются с расчетом один виток на сантиметр длины. В таком случае образуется индуктивность приставки в диапазоне 0,5 – 0,6 мкГн, которую также необходимо учитывать при измерениях индуктивности.

Как замерить индуктивность катушки мультиметром

При работе с любыми электроприборами или токопроводящими деталями, наличие измерительной аппаратуры является необходимым, будь то амперметр, вольтметр или омметр. Но для того чтобы не покупать все эти устройства, лучше обзавестись мультиметром.

Мультиметр является универсальным измерительным аппаратом, который позволяет измерить любую характеристику электричества. Мультиметры бывают аналоговые и цифровые.

Аналоговый мультиметр

Данный тип мультеметров отображает показания измерений при помощи стрелки, под которой установлено табло с различными шкалами значений. Каждая шкала отображает показания того или иного измерения, которые подписаны непосредственно на табло.

Но для новичков такой мультиметр будет не самым лучшим выбором, поскольку разобраться во всех обозначениях, которые находятся на табло довольно трудно. Это может привести к не правильному пониманию результатов измерения.

Цифровой мультиметр

В отличие от аналоговых, этот мультиметр позволяет с легкостью определять интересуемые величины, при этом его точность измерений гораздо выше по сравнению со стрелочными аппаратами.

Также наличие переключателя между различными характеристиками электричества исключает возможность перепутать то или иное значение, поскольку пользователю не нужно разбираться в градации шкалы показаний.

Результаты измерений отображаются на дисплее (в более ранних моделях – светодиодных, а в современных – жидкокристаллических). За счет этого цифровой мультиметр комфортен для профессионалов и прост и понятен в использовании для новичков.

Измеритель индуктивности для мультиметра

Несмотря на то, что определять индуктивность при работе с электроникой приходится редко, это все же иногда необходимо, а мультиметры с измерением индуктивности найти достаточно трудно. В данной ситуации поможет специальная приставка к мультиметру, позволяющая измерить индуктивность.

Зачастую для подобной приставки используется цифровой мультиметр установленный на измерение напряжения с порогом точности измерения в 200 мВ, который можно приобрести в любом магазине электро и радиоаппаратуры в готовом виде. Это позволит сделать простую приставку к цифровому мультиметру.

Сборка платы приставки

Собрать приставку-тестер к мультиметру для измерения индуктивности можно без особых проблем в домашних условиях, обладая базовыми знаниями и навыками в области радиотехники и пайки микросхем.

В схеме платы можно применять транзисторы КТ361Б, КТ361Г и КТ3701 с любыми буквенными маркерами, но для получения более точных измерений лучше использовать транзисторы с маркировкой КТ362Б и КТ363.

Эти транзисторы устанавливаются на плате в позициях VT1 и VT2. На позиции VT3 необходимо установить кремневый транзистор со структурой p-n-p, например, КТ209В с любой буквенной маркировкой. Позиции VT4 и VT5 предназначены для буферных усилителей.

Подойдет большинство высокочастотных транзисторов, с параметрами h31Э для одного не меньше 150, а для другого более 50.

Для позиций VD и VD2 подойдут любые высокочастотные кремневые диоды.

Резистор можно выбрать МЛТ 0,125 или аналогичный ему. Конденсатор С1 берется с номинальной емкостью 25330 пФ, поскольку он отвечает за точность измерений и ее значение стоит подбирать с отклонением не более 1%.

Такой конденсатор можно сделать объединив термостабильные конденсаторы разной емкости (например, 2 на 10000 пФ, 1 на 5100 пФ и 1 на 220 пФ). Для остальных позиций подойдут любые малогабаритные электролитические и керамические конденсаторы с допустимым разбросом в 1,5-2 раза.

Контактные провода к плате (позиция Х1) можно припаять или подключать при помощи пружинящих зажимов для «акустических» проводов. Разъем Х3 предназначен для подключения приставки к мультиметру (частотомеру).

Проводу к «бананам» и «крокодилам» лучше взять короче, что бы уменьшить влияние их собственной индуктивности на показания замеров. В месте припаивания проводов к плате, соединение стоит дополнительно зафиксировать каплей термоклея.

При необходимости регулирования диапазона измерений на плату можно добавить разъем для переключателя (например, на три диапазона).

Корпус приставки к мультиметру

Корпус можно сделать из уже готового короба подходящего размера или сделать короб самостоятельно. Материал можно выбрать любой, например, пластик или тонкий стеклотекстолит. Короб делается под размер платы, и в нем подготавливаются отверстия для ее крепления. Также делаются отверстия для подключения проводки. Все фиксируется небольшими шурупами.

Питание приставки осуществляется от сети при помощи блока питания с напряжением в 12 В.

Настройка измерителя индуктивности

Для того чтобы откалибровать приставку для измерения индуктивности понадобятся несколько индукционных катушек с известной индуктивность (например, 100 мкГн и 15 мкГн).

Катушки по очереди подключаются к приставке и, в зависимости от индуктивности, движком подстроечного резистора на экране мультиметра выставляется значение 100,0 для катушки на 100 мкГн и 15 для катушки на 15 мкГн с точностью 5%.

По такому же методу устройство настраивается и в других диапазонах. Важным фактором является то, что для точной калибровки приставки необходимы точные значение тестовых катушек индуктивности.

Альтернативным методом определения индуктивности является программа LIMP. Но этот способ требует некоторой подготовки и понимания работы программы.

Но как в первом, так и во втором случае точность подобных измерений индуктивности будет не очень высока. Для работы с высокоточным оборудованием данный измеритель индуктивности подходит плохо, а для домашних нужд или для радиолюбителей будет отличным помощником.

Проведение замеров индуктивности

После сборки приставку к мультиметру необходимо протестировать. Есть несколько способов, как проверить устройство:

1. Определение индуктивности измерительной приставки. Для этого необходимо замкнуть два провода, предназначенных для подключения к индуктивной катушке. Например, при длине каждого провода и перемычки 3 см образуется один виток индукционной катушки. Этот виток обладает индуктивностью 0,1 – 0,2 мкГн. При определении индуктивности свыше 5 мкГн данная погрешность не учитывается в расчетах. В диапазоне 0,5 – 5 мкГн при измерении необходимо брать в расчет индуктивность устройства. Показания менее 0,5 мкГн являются примерными.
2. Измерение неизвестной величины индуктивности. Зная частоту катушки, при помощи упрощенной формулы расчета индуктивности можно определить это значение.
3. В случае, когда порог срабатывания кремниевых p-n переходов выше амплитуды измеряемой электрической цепи (от 70 до 80 мВ), можно измерить индуктивность катушек непосредственно в самой схеме (предварительно обесточив ее). Поскольку собственная емкость приставки имеет большое значение (25330 пФ), погрешность подобных измерений будет составлять не более 5% при условии, что емкость измеряемой цепи не превышает 1200 пФ.

При подключении приставки непосредственно к катушкам расположенным на плате применяется проводка длиной 30 сантиметров с зажимами для фиксации или щупами. Провода скручиваются с расчетом один виток на сантиметр длины. В таком случае образуется индуктивность приставки в диапазоне 0,5 – 0,6 мкГн, которую также необходимо учитывать при измерениях индуктивности.

При работе с любыми электроприборами или токопроводящими деталями, наличие измерительной аппаратуры является необходимым, будь то амперметр, вольтметр или омметр. Но для того чтобы не покупать все эти устройства, лучше обзавестись мультиметром.

Мультиметр является универсальным измерительным аппаратом, который позволяет измерить любую характеристику электричества. Мультиметры бывают аналоговые и цифровые.

Аналоговый мультиметр

Данный тип мультеметров отображает показания измерений при помощи стрелки, под которой установлено табло с различными шкалами значений. Каждая шкала отображает показания того или иного измерения, которые подписаны непосредственно на табло.

Но для новичков такой мультиметр будет не самым лучшим выбором, поскольку разобраться во всех обозначениях, которые находятся на табло довольно трудно. Это может привести к не правильному пониманию результатов измерения.

Цифровой мультиметр

В отличие от аналоговых, этот мультиметр позволяет с легкостью определять интересуемые величины, при этом его точность измерений гораздо выше по сравнению со стрелочными аппаратами.

Также наличие переключателя между различными характеристиками электричества исключает возможность перепутать то или иное значение, поскольку пользователю не нужно разбираться в градации шкалы показаний.

Результаты измерений отображаются на дисплее (в более ранних моделях – светодиодных, а в современных – жидкокристаллических). За счет этого цифровой мультиметр комфортен для профессионалов и прост и понятен в использовании для новичков.

Измеритель индуктивности для мультиметра

Несмотря на то, что определять индуктивность при работе с электроникой приходится редко, это все же иногда необходимо, а мультиметры с измерением индуктивности найти достаточно трудно. В данной ситуации поможет специальная приставка к мультиметру, позволяющая измерить индуктивность.

Зачастую для подобной приставки используется цифровой мультиметр установленный на измерение напряжения с порогом точности измерения в 200 мВ, который можно приобрести в любом магазине электро и радиоаппаратуры в готовом виде. Это позволит сделать простую приставку к цифровому мультиметру.

Сборка платы приставки

Собрать приставку-тестер к мультиметру для измерения индуктивности можно без особых проблем в домашних условиях, обладая базовыми знаниями и навыками в области радиотехники и пайки микросхем.

В схеме платы можно применять транзисторы КТ361Б, КТ361Г и КТ3701 с любыми буквенными маркерами, но для получения более точных измерений лучше использовать транзисторы с маркировкой КТ362Б и КТ363.

Эти транзисторы устанавливаются на плате в позициях VT1 и VT2. На позиции VT3 необходимо установить кремневый транзистор со структурой p-n-p, например, КТ209В с любой буквенной маркировкой. Позиции VT4 и VT5 предназначены для буферных усилителей.

Подойдет большинство высокочастотных транзисторов, с параметрами h31Э для одного не меньше 150, а для другого более 50.

Для позиций VD и VD2 подойдут любые высокочастотные кремневые диоды.

Резистор можно выбрать МЛТ 0,125 или аналогичный ему. Конденсатор С1 берется с номинальной емкостью 25330 пФ, поскольку он отвечает за точность измерений и ее значение стоит подбирать с отклонением не более 1%.

Такой конденсатор можно сделать объединив термостабильные конденсаторы разной емкости (например, 2 на 10000 пФ, 1 на 5100 пФ и 1 на 220 пФ). Для остальных позиций подойдут любые малогабаритные электролитические и керамические конденсаторы с допустимым разбросом в 1,5-2 раза.

Контактные провода к плате (позиция Х1) можно припаять или подключать при помощи пружинящих зажимов для «акустических» проводов. Разъем Х3 предназначен для подключения приставки к мультиметру (частотомеру).

Проводу к «бананам» и «крокодилам» лучше взять короче, что бы уменьшить влияние их собственной индуктивности на показания замеров. В месте припаивания проводов к плате, соединение стоит дополнительно зафиксировать каплей термоклея.

При необходимости регулирования диапазона измерений на плату можно добавить разъем для переключателя (например, на три диапазона).

Корпус приставки к мультиметру

Корпус можно сделать из уже готового короба подходящего размера или сделать короб самостоятельно. Материал можно выбрать любой, например, пластик или тонкий стеклотекстолит. Короб делается под размер платы, и в нем подготавливаются отверстия для ее крепления. Также делаются отверстия для подключения проводки. Все фиксируется небольшими шурупами.

Питание приставки осуществляется от сети при помощи блока питания с напряжением в 12 В.

Настройка измерителя индуктивности

Для того чтобы откалибровать приставку для измерения индуктивности понадобятся несколько индукционных катушек с известной индуктивность (например, 100 мкГн и 15 мкГн).

Катушки по очереди подключаются к приставке и, в зависимости от индуктивности, движком подстроечного резистора на экране мультиметра выставляется значение 100,0 для катушки на 100 мкГн и 15 для катушки на 15 мкГн с точностью 5%.

По такому же методу устройство настраивается и в других диапазонах. Важным фактором является то, что для точной калибровки приставки необходимы точные значение тестовых катушек индуктивности.

Альтернативным методом определения индуктивности является программа LIMP. Но этот способ требует некоторой подготовки и понимания работы программы.

Но как в первом, так и во втором случае точность подобных измерений индуктивности будет не очень высока. Для работы с высокоточным оборудованием данный измеритель индуктивности подходит плохо, а для домашних нужд или для радиолюбителей будет отличным помощником.

Проведение замеров индуктивности

После сборки приставку к мультиметру необходимо протестировать. Есть несколько способов, как проверить устройство:

1. Определение индуктивности измерительной приставки. Для этого необходимо замкнуть два провода, предназначенных для подключения к индуктивной катушке. Например, при длине каждого провода и перемычки 3 см образуется один виток индукционной катушки. Этот виток обладает индуктивностью 0,1 – 0,2 мкГн. При определении индуктивности свыше 5 мкГн данная погрешность не учитывается в расчетах. В диапазоне 0,5 – 5 мкГн при измерении необходимо брать в расчет индуктивность устройства. Показания менее 0,5 мкГн являются примерными.
2. Измерение неизвестной величины индуктивности. Зная частоту катушки, при помощи упрощенной формулы расчета индуктивности можно определить это значение.
3. В случае, когда порог срабатывания кремниевых p-n переходов выше амплитуды измеряемой электрической цепи (от 70 до 80 мВ), можно измерить индуктивность катушек непосредственно в самой схеме (предварительно обесточив ее). Поскольку собственная емкость приставки имеет большое значение (25330 пФ), погрешность подобных измерений будет составлять не более 5% при условии, что емкость измеряемой цепи не превышает 1200 пФ.

При подключении приставки непосредственно к катушкам расположенным на плате применяется проводка длиной 30 сантиметров с зажимами для фиксации или щупами. Провода скручиваются с расчетом один виток на сантиметр длины. В таком случае образуется индуктивность приставки в диапазоне 0,5 – 0,6 мкГн, которую также необходимо учитывать при измерениях индуктивности.

Сегодня на рынке много сравнительно дешевых цифровых мультиметров измеряющих сопротивления в широких пределах и емкости конденсаторов до 20 мкФ и более. Однако приборы, измеряющие индуктивности сравнительно дороги, да и нужны они не каждый день.

Электрику-ремонтнику довольно частот приходится измерять индуктивность катушек реле, обмоток трансформаторов и т. п. для определения их исправности. При этом самостоятельное изготовление прибора или приставки для измерения индуктивности затрудняется том, что для него требуется источника питания и частотомер для настройки генератора. Надо отметить, что в таких приборах (приставках) предлагаемых в различных источниках стабильность частоты и амплитуды генератора не высока. Отсюда и точность измерений также не высока.

Предлагается предельно простой прибор на базе компьютера и цифрового вольтметра позволяющий измерять индуктивности от 10 мкГн до 1 Гн и емкости от 10 пФ до 1 мкФ с достаточно высокой точностью, которая определяется точностью вольтметра.

Как известно, импеданс индуктивности описывается формулой:

Перепишем формулу следующим образом:

Z_L = kL где k = 2πf — коэффициент пропорцио­нальности.

Для упрощения процесса измерения, рассчитаем f таким образом чтобы k равнялся ровно 100000:

f = к/2π = 100000/6,2831853 = 15915,4943 Гц.

Как видим, для k = 10000 необходима частота 1591,5 Гц, а для k = 1000 — 159,15 Гц.

Принцип работы измерителя индуктивностей показан на рис.1, а на рис.2 — измерителя емкости. В обоих случаях компьютер (точнее его зву­ковая карта) выступает в качестве генератора высокостабильного по частоте и напряжению тестового сигнала, а мультиметр — в качестве вольтметра переменного тока.

Если сопротивление источника сигнала превышает сопротивление нагрузки в 10 раз и более можно считать что данный источник сигнала является источником тока. Для выполнения этого условия, комплексное сопротивление измеряемой индуктивности не должно превышать 1/10 резистора R1.

Выходное напряжение генератора должно быть равно 1 В (действующее значение), при этом напряжение на измеряемой индуктивности не должно превышать 100 мВ.

Милливольтметр U2 используется на пределе 100 мВ. В качестве источника сигнала используется звуковая карта компьютера (ноутбука). При этом, в качестве тестовых сигналов используются wav-файлы записанные с помощью аудиоредактора (например, GoldWav) с уровнем 0 дБ. Выходное напряжение звуковой карты как правило несколько больше 1 В. Требуемое напряжение выставляют регулятором громкости. Если оно все же меньше 1 В (что может быть в некоторых ноутбуках), то придется использовать поправочный коэффициент, что вносит некоторые неудобства при измерениях. Предположим выходное напряжение звуковой карты равно 0,91 В. В этом случае поправочный коэффициент равен k = 1/0,91 = 1,1.

Упрощенный вариант прибора показан на рис.З, на котором включенный как вольтметр цифровой мультиметр с автоматическим переключением диапазонов показан как стрелочный прибор.

Пределы измерения с помощью этого прибора сведены в таблицу.

Для оперативного переключения резисторов можно использовать переключатель на 3 положения. Пределы измерения можно расширить если дополнительно использовать резисторы 100 кОм и 1 МОм.

При показаниях вольтметра меньше 10 мВ и больше 100 мВ для повышения точности измерений следует перейти на другой диапазон. Это может быть сделано двумя способами: изменением частоты и переключением номинала резистора.

Если при измерении индуктивности напряжение на проверяемой индуктивности больше 100 мВ, то необходимо увеличить резистор или снизить частоту сигнала и наоборот при напряжении менее 10 мВ.

Если при измерении емкости показания прибора больше 100 мВ, то необходимо уменьшить резистор или повысить частоту и наоборот при напряжении менее 10 мВ.

Конструкция упрощенного измерителя

Для его изготовления понадобится кабель с разъемом minijack, например, от вышедших из строя телефонов плеера. Если требуется измеритель индуктивности в пределах 0,1… 100 мГн то можно обойтись всего одним резистором 1 кОм и тремя файлами указанных выше сигналов.

На рис.4 показан такой измеритель с двумя резисторами типа СМД номиналами 1 кОм и 10 кОм, при этом пределы измерения расширяются на порядок.

Автор: Александр Петров, г. Могилев

Измерение индуктивности подручными средствами.: 0jihad0 — LiveJournal

Подавляющее большинство любительских измерителей индуктивности на контроллерах измеряет частоту генератора работающего на частотах около 100кГц, и хотя они якобы имеют разрешение 0.01мкГн, но на деле при индуктивностях 0.5 и ниже представляют из себя хороший генератор случайных чисел, а не прибор.У разработчика радиочастотных устройств есть три пути:

1. обломаться
2. купить промышленный измеритель импеданса и некоторое время поголодать
3. сделать что-то более высокочастотное и широкополосное.

Наличие множества онлайн калькуляторов кардинально упрощают задачу, можно обойтись одним лишь генератором, подключаемым к частотомеру, не сильно потеряв в удобстве, зато выиграв в функционале.

Приставка может измерять индуктивности от 0,05мкГн. Выходное напряжение около 0.5В. Собственная индуктивность выводов 0,04мкГн. Диапазон выходных частот: хз…77МГц.

Широкополосный генератор выполнен по известной двухточечной схеме и мало чувствителен к добротности частотозадающего контура.

Для измерения наименьших индуктивностей емкость выбрана 82пф, вместе с входной ёмкостью расчётная(для калькулятора) получается около 100пф(круглые числа более удобны), а макс. частота генерации около 80МГц. С контура напряжение подаётся на повторитель vt2 а с него на эмиттер vt1, таким образом реализована ПОС. Применяемая иногда непосредственная связь затвора с контуром приводит к неустойчивой работе генератора на частотах 20-30Мгц, потому применён разделительный конденсатор с1. Полевой транзистор должен иметь начальный ток стока не менее 5мА, иначе транзистор нужно приоткрыть сопротивлением несколько сотен кОм с плюса на затвор. Лучше применить транзистор в высокой крутизной, это увеличит выходное напряжение снимаемое с истока. Хотя сам по себе генератор практически не чувствителен к типам транзисторов.

Для расчёта применяются онлайн калькуляторы
наиболее удобный
наиболее неудобный
гламурный, но с характером

Задающая ёмкость в приборе может быть любой, даже китайская глина. Лучше иметь эталонные катушки, а измеренную ёмкость уже подставлять в калькулятор, хотя на деле это и  не обязательно.

Фольга с обратной стороны используется в качестве экрана.
Выводы на катушку выполняются в виде гибких плоских поводков из оплётки длиной 2см. с крокодилами.

http://edisk.ukr.net/get/377203737/%D0%B8%D0%BD%D0%B4.lay6

Особенности использования.

Для питания лучше предусмотреть соответствующую клемму на частотомере.

Выводы на катушку должны быть максимально прямыми если измеряются сверхмалые индуктивности. От результата нужно отнять собственную индуктивность выводов 0.04мкГн. Минимально измеряемая индуктивность примерно такая же.

Для измерения индуктивностей до 100мкГн годится штатная ёмкость, выше лучше использовть дополнительные ёмкости от 1н, иначе будет погрешность от межвитковой ёмкости катушки.

Для измерения межвитковой ёмкости нужно измерить истинное значение индуктивности с С 10-100н, потом измеряется частота с штатной ёмкостью(100пф), вносится в калькулятор, далее считается суммарная емкость, от которой нужно отнять 100пф.
Пример. аксиальный дроссель 3.8 мГн, со штатной ёмкостью частота 228 кГц, суммарная ёмкость 128пф, межвитковая 28.
Таким же образом вычисляются ёмкости в контурах.

Для измерений дросселей на низкочастотных магнитопроводах НН они должны иметь достаточно большое количество витков, например на кольцах 2000НН не менее 20, иначе частота может быть выше рабочей для них(до 400кГц), и генерация будет в лучшем случае срываться, а в худшем импульсная, как в блокинг генераторе, с частотой в килогерцы. Для маловитковых нужна дополнительная ёмкость.

Для расчёта магнитной проницаемости удобен калькулятор, но можно и дедовским способом, даже оформление сайта аутентичное.

Измерение тока с индукции. Как измерить емкость и индуктивность с помощью осциллографа. Измерение индуктивностей методом вольтметра

Катушки
индуктивности – это элементы, в маркировке которых параметры обыкновенно не указаны. К тому же, зачастую катушки наматывают независимо. В обоих случаях определить индуктивность
катушки дозволено только путем ее измерения. Оно может быть осуществлено разными способами, полагающими использование разного по трудности оборудования. Некоторые из этих способов заботливы и требуют вычислений. Но прямопоказывающие LC-метры свободны от данных недостатков разрешают измерять индуктивность
стремительно и без дополнительных рассчетов.

Вам понадобится

• Прямопоказывающий LC-метр либо мультиметр с функцией измерения индуктивности

Инструкция

1.
Приобретите LC-метр. В большинстве случаев, они схожи на обыкновенные мультиметры. Существуют также мультиметры с функцией измерения индуктивности – такой прибор вам тоже подойдет. Всякий из этих приборов дозволено купить в специализированных магазинах, торгующих электронными компонентами.

2.
Обесточьте плату, на которой находится катушка. При необходимости, разрядите конденсаторы на плате. Выпаяйте катушку, индуктивность
которой требуется измерить, из платы (если этого не сделать, в измерение будет внесена приметная погрешность), а после этого подключите к входным гнездам прибора (к каким именно, указано в его инструкции). Переключите прибор на самый точный предел, обыкновенно обозначенный как “2 mH”. Если индуктивность
катушки поменьше 2-х миллигенри, то она будет определена и показана на индикаторе, позже чего измерение дозволено считать завершенным. Если же она огромнее этой величины, прибор покажет перегрузку – в старшем разряде появится единица, а в остальных – пробелы.

3.
В случае если измеритель показал перегрузку, переключите прибор на дальнейший, больше дерзкий предел – “20 mH”. Обратите внимание на то, что десятичная точка на индикаторе переместилась – изменился масштаб. Если измерение и в данный раз не увенчалось фурором, продолжайте переключать пределы в сторону больше дерзких до тех пор, пока перегрузка не исчезнет. Позже этого прочитайте итог. Посмотрев после этого на переключатель, вы узнаете, в каких единицах данный итог выражен: в генри либо в миллигенри.

4.
Отключите катушку от входных гнезд прибора, позже чего впаяйте обратно в плату.

5.
Если прибор показывает нуль даже на самом точном пределе, то катушка либо имеет дюже малую индуктивность
, либо содержит короткозамкнутые витки. Если же даже на самом дерзком пределе индицируется перегрузка, катушка либо оборвана, либо имеет слишком огромную индуктивность
, на измерение которой прибор не рассчитан.

Для того дабы измерить индуктивность
катушки, используйте амперметр, вольтметр и частотометр (в том случае, если не вестима частота источника переменного тока), после этого снимите показания и вычислите индуктивность
. В случае с соленоидом (катушка, длина которой гораздо огромнее ее диаметра), для определения индуктивности нужно замерить длину соленоида, площадь его поперечного сечения и число витков проводника.

Вам понадобится

• катушка индуктивности, тестер

Инструкция

1.
Измерение индуктивности способом вольтметра-амперметра.Дабы обнаружить индуктивность
проводника данным способом, используйте источник переменного тока с вестимой частотой. Если частота не знаменита, то измерьте ее частотометром, присоединив его к источнику. Присоедините к источнику тока катушку, индуктивность
которой измеряется. Позже этого в цепь ступенчато включите амперметр, а к концам катушки параллельно – вольтметр. Пропустив ток через катушку, снимите показания приборов. Соответственно силы тока в амперах и напряжения в вольтах.

2.
По этим данным рассчитайте значение индуктивности катушки. Для этого значение напряжения поделите ступенчато на 2, число 3.14, значения частоты тока и силы тока. Итогом будет значение индуктивности для данной катушки в Генри (Гн). Главное примечание: катушку присоединяйте только к источнику переменного тока. Энергичное сопротивление проводника, используемого в катушке должно быть пренебрежимо немного.

3.
Измерение индуктивности соленоида.Для измерения индуктивности соленоида возьмите линейку либо иной инструмент для определения длин и расстояний, и определите длину и диаметр соленоида в метрах. Позже этого посчитайте число его витков.

4.
После этого обнаружьте индуктивность
соленоида. Для этого, возведите число его витков во вторую степень, полученный итог умножьте на 3.14, диаметр во 2-й степени и поделите итог на 4. Полученное число поделите на длину соленоида и умножьте на 0,0000012566 (1,2566*10-6). Это и будет значение индуктивности соленоида.

5.
Если есть такая вероятность, для определения индуктивности данного проводника используйте особый прибор. В его основе лежит схема, именуемая мост переменного тока.-3). Тут N – это число витков, D – диаметр катушки в сантиметрах. Показатель L0 зависит от отношения длины катушки к ее диаметру. Для однослойной катушки он равен: L0 = 1/(0,1*((l/D)+0,45)).

4.
Если в цепи катушки объединены ступенчато, то их всеобщая индуктивность равна сумме индуктивностей всех катушек: L = (L1+L2+…+Ln)Если катушки объединены параллельно, то их всеобщая индуктивность равна: L = 1/((1/L1)+(1/L2)+…+(1/Ln)).Таким образом, формулы расчета индуктивности для разных схем соединения катушек индуктивности аналогичны формулам расчета сопротивления при сходственном соединении резисторов.

Видео по теме

Индуктивность катушки может быть измерена непринужденно либо косвенным методом. В первом случае понадобится прямопоказывающий либо мостовой прибор, а во втором придется воспользоваться генератором, вольтметром и миллиамперметром, а после этого осуществить ряд вычислений.

Вам понадобится

• – прямопоказывающий либо мостовой измеритель индуктивности;
• – генератор синусоидального напряжения;
• – вольтметр и миллиамперметр переменного тока;
• – частотомер;
• – ученый калькулятор.

Инструкция

1.
Дабы измерить индуктивность прямопоказывающим прибором, подключите к нему катушку, а после этого, ступенчато выбирая пределы измерения переключателем, выберите такой из них, дабы итог находился приблизительно в середине диапазона. Прочитайте итог. Если измеритель имеет аналоговую шкалу, при считывании итога принимайте в расчет цену деления, а также показатель, указанный рядом с соответствующим расположением переключателя.

2.
На мостовом приборе позже всего переключения диапазонов переведите ручку регулятора балансировки моста в всякое из крайних расположений, а после этого вращайте ее до упора в противоположном направлении. Обнаружьте такой диапазон, в котором этой ручкой дозволено сбалансировать мост. Добившись исчезновения звука в динамике либо наушниках либо уменьшения показаний стрелочного индикатора до нуля, прочитайте показания на шкале регулятора (но не стрелочного прибора). При этом, как и в предыдущем случае, рассматривайте цену деления и показатель, на тот, что следует умножать на данном диапазоне показания.

3.
Для измерения индуктивности косвенным методом соберите измерительную цепь. Вольтметр переменного тока, переключенный на предел, при котором верхней границе диапазона соответствует напряжение в несколько вольт, подключите параллельно выходу генератора. Туда же подключите и частотомер. Также параллельно им присоедините последовательную цепь, состоящую из испытуемой катушки индуктивности, а также милиламперметра переменного тока. Оба прибора обязаны показывать действующие, а не амплитудные значения измеряемых величин, а также быть рассчитанными на синусоидальную форму колебаний.

4.
На генераторе включите режим выработки напряжения синусоидальной формы. Добейтесь, дабы вольтметр показывал около 2-х вольт. Увеличивайте частоту до тех пор, пока показания миллиамперметра не начнут уменьшаться. Добейтесь их уменьшения приблизительно до половины изначального значения. Выберите на частотомере предел, соответствующие измеряемой частоте. Прочитайте показания всех 3 приборов, а после этого отключите генератор и разберите измерительную цепь.

5.
Переведите показания приборов в единицы системы СИ. Поделите напряжение на силу тока. Получится индуктивное сопротивление катушки на той частоте, на которой осуществлялось измерение. Оно будет выражено в омах.

6.
Индуктивность рассчитайте по формуле: L=X/(2?F), где L – частота, Г (генри), X – индуктивное сопротивление, Ом, F – частота, Гц. При необходимости переведите итог расчета в производные единицы (скажем, миллигенри, микрогенри).

Обратите внимание!

Не касайтесь элементов измерительной цепи, когда она находится под напряжением.

Видео по теме

Обратите внимание!

Никогда не подключайте LC-метр к схеме, находящейся под напряжением.

Полезный совет

Некоторые LC-метры имеют особую ручку для регулировки. Прочитайте в инструкции к прибору, как ей пользоваться. Без регулировки показания прибора будут неточными.

При работе с любыми электроприборами или токопроводящими деталями, наличие измерительной аппаратуры является необходимым, будь то амперметр, вольтметр или омметр. Но для того чтобы не покупать все эти устройства, лучше обзавестись мультиметром.

Мультиметр является универсальным измерительным аппаратом, который позволяет измерить любую характеристику электричества. Мультиметры бывают аналоговые и цифровые.

Аналоговый мультиметр

Данный тип мультеметров отображает показания измерений при помощи стрелки, под которой установлено табло с различными шкалами значений. Каждая шкала отображает показания того или иного измерения, которые подписаны непосредственно на табло. Но для новичков такой мультиметр будет не самым лучшим выбором, поскольку разобраться во всех обозначениях, которые находятся на табло довольно трудно. Это может привести к не правильному пониманию результатов измерения.

Цифровой мультиметр

В отличие от аналоговых, этот мультиметр позволяет с легкостью определять интересуемые величины, при этом его точность измерений гораздо выше по сравнению со стрелочными аппаратами. Также наличие переключателя между различными характеристиками электричества исключает возможность перепутать то или иное значение, поскольку пользователю не нужно разбираться в градации шкалы показаний. Результаты измерений отображаются на дисплее (в более ранних моделях – светодиодных, а в современных – жидкокристаллических). За счет этого цифровой мультиметр комфортен для профессионалов и прост и понятен в использовании для новичков.

Измеритель индуктивности для мультиметра

Несмотря на то, что определять индуктивность при работе с электроникой приходится редко, это все же иногда необходимо, а мультиметры с измерением индуктивности найти достаточно трудно. В данной ситуации поможет специальная приставка к мультиметру, позволяющая измерить индуктивность.

Зачастую для подобной приставки используется цифровой мультиметр установленный на измерение напряжения с порогом точности измерения в 200 мВ, который можно приобрести в любом магазине электро и радиоаппаратуры в готовом виде. Это позволит сделать простую приставку к цифровому мультиметру.

Сборка платы приставки.

Собрать приставку-тестер к мультиметру для измерения индуктивности можно без особых проблем в домашних условиях, обладая базовыми знаниями и навыками в области радиотехники и пайки микросхем.

В схеме платы можно применять транзисторы КТ361Б, КТ361Г и КТ3701 с любыми буквенными маркерами, но для получения более точных измерений лучше использовать транзисторы с маркировкой КТ362Б и КТ363. Эти транзисторы устанавливаются на плате в позициях VT1 и VT2. На позиции VT3 необходимо установить кремневый транзистор со структурой p-n-p, например, КТ209В с любой буквенной маркировкой. Позиции VT4 и VT5 предназначены для буферных усилителей. Подойдет большинство высокочастотных транзисторов, с параметрами h31Э для одного не меньше 150, а для другого более 50.

Для позиций VD и VD2 подойдут любые высокочастотные кремневые диоды.

Резистор можно выбрать МЛТ 0,125 или аналогичный ему. Конденсатор С1 берется с номинальной емкостью 25330 пФ, поскольку он отвечает за точность измерений и ее значение стоит подбирать с отклонением не более 1%. Такой конденсатор можно сделать объединив термостабильные конденсаторы разной емкости (например, 2 на 10000 пФ, 1 на 5100 пФ и 1 на 220 пФ). Для остальных позиций подойдут любые малогабаритные электролитические и керамические конденсаторы с допустимым разбросом в 1,5-2 раза.

Контактные провода к плате (позиция Х1) можно припаять или подключать при помощи пружинящих зажимов для «акустических» проводов. Разъем Х3 предназначен для подключения приставки к .

Проводу к «бананам» и «крокодилам» лучше взять короче, что бы уменьшить влияние их собственной индуктивности на показания замеров. В месте припаивания проводов к плате, соединение стоит дополнительно зафиксировать каплей термоклея.

При необходимости регулирования диапазона измерений на плату можно добавить разъем для переключателя (например, на три диапазона).

Корпус приставки к мультиметру

Корпус можно сделать из уже готового короба подходящего размера или сделать короб самостоятельно. Материал можно выбрать любой, например, пластик или тонкий стеклотекстолит. Короб делается под размер платы, и в нем подготавливаются отверстия для ее крепления. Также делаются отверстия для подключения проводки. Все фиксируется небольшими шурупами.

Питание приставки осуществляется от сети при помощи блока питания с напряжением в 12 В.

Настройка измерителя индуктивности

Для того чтобы откалибровать приставку для измерения индуктивности понадобятся несколько индукционных катушек с известной индуктивность (например, 100 мкГн и 15 мкГн). Катушки по очереди подключаются к приставке и, в зависимости от индуктивности, движком подстроечного резистора на экране мультиметра выставляется значение 100,0 для катушки на 100 мкГн и 15 для катушки на 15 мкГн с точностью 5%. По такому же методу устройство настраивается и в других диапазонах. Важным фактором является то, что для точной калибровки приставки необходимы точные значение тестовых катушек индуктивности.

Альтернативным методом определения индуктивности является программа LIMP. Но этот способ требует некоторой подготовки и понимания работы программы.
Но как в первом, так и во втором случае точность подобных измерений индуктивности будет не очень высока. Для работы с высокоточным оборудованием данный измеритель индуктивности подходит плохо, а для домашних нужд или для радиолюбителей будет отличным помощником.

Проведение замеров индуктивности

После сборки приставку к мультиметру необходимо протестировать. Есть несколько способов, как проверить устройство:

1. Определение индуктивности измерительной приставки. Для этого необходимо замкнуть два провода, предназначенных для подключения к индуктивной катушке. Например, при длине каждого провода и перемычки 3 см образуется один виток индукционной катушки. Этот виток обладает индуктивностью 0,1 – 0,2 мкГн. При определении индуктивности свыше 5 мкГн данная погрешность не учитывается в расчетах. В диапазоне 0,5 – 5 мкГн при измерении необходимо брать в расчет индуктивность устройства. Показания менее 0,5 мкГн являются примерными.
2. Измерение неизвестной величины индуктивности. Зная частоту катушки, при помощи упрощенной формулы расчета индуктивности можно определить это значение.
3. В случае, когда порог срабатывания кремниевых p-n переходов выше амплитуды измеряемой электрической цепи (от 70 до 80 мВ), можно измерить индуктивность катушек непосредственно в самой схеме (предварительно обесточив ее). Поскольку собственная емкость приставки имеет большое значение (25330 пФ), погрешность подобных измерений будет составлять не более 5% при условии, что емкость измеряемой цепи не превышает 1200 пФ.

При подключении приставки непосредственно к катушкам расположенным на плате применяется проводка длиной 30 сантиметров с зажимами для фиксации или щупами. Провода скручиваются с расчетом один виток на сантиметр длины. В таком случае образуется индуктивность приставки в диапазоне 0,5 – 0,6 мкГн, которую также необходимо учитывать при измерениях индуктивности.

Приборы непосредственной оценки и сравнения

К измерительным приборам непосредственной оценки значения измеряемой емкости относятся микрофарадметры
, действие которых базируется на зависимости тока или напряжения в цепи переменного тока от значения включенной в нее . Значение емкости определяют по шкале стрелочного измерителя.

Более широко для измерения и индуктивностей применяют уравновешенные мосты переменного тока
, позволяющие получить малую погрешность измерения (до 1 %). Питание моста осуществляется от генераторов, работающих на фиксированной частоте 400-1000 Гц. В качестве индикаторов применяют выпрямительные или электронные милливольтметры, а также осциллографические индикаторы.

Измерение производят балансированием моста в результате попеременной подстройки двух его плеч. Отсчет показаний берется по лимбам рукояток тех плеч, которыми сбалансирован мост.

В качестве примера рассмотрим измерительные мосты, являющиеся основой измерителя индуктивности ЕЗ-3 (рис. 1) и измерителя емкости Е8-3 (рис. 2).

Рис. 1. Схема моста для измерения индуктивности

Рис. 2. Схема моста для измерения емкости с малыми (а) и большими (б) потерями

При балансе моста (рис. 1) индуктивность катушки и ее добротность определяют по формулам Lx = R1R2C2; Qx = wR1C1.

При балансе мостов (рис. 2) измеряемая емкость и сопротивление потерь определяют по формулам

Измерение емкости и индуктивности методом амперметра-вольметра

Для измерения малых емкостей (не более 0,01 — 0,05 мкФ) и высокочастотных катушек индуктивности в диапазоне их рабочих частот широко используют резонансные методы Резонансная схема обычно включает в себя генератор высокой частоты, индуктивно или через емкость связанный с измерительным LС-контуром. В качестве индикаторов резонанса применяют чувствительные высокочастотные приборы, реагирующие на ток или напряжение.

Методом амперметра-вольтметра измеряют сравнительно большие емкости и индуктивности при питании измерительной схемы от источника низкой частоты 50 — 1000 Гц.

Для измерения можно воспользоваться схемами рис. 3.

Рисунок 3. Схемы измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений переменному току

По показаниям приборов полное сопротивление

где

из этих выражений можно определить

Когда можно пренебречь активными потерями в конденсаторе или катушке индуктивности, используют схему рис. 4. В этом случае

Рис. 4. Схемы измерения больших (а) и малых (б) сопротивлений методом амперметра — вольтметра

Измерение взаимной индуктивности двух катушек

Подавляющее большинство любительских измерителей индуктивности на контроллерах измеряет частоту генератора работающего на частотах около 100кГц, и хотя они якобы имеют разрешение 0.01мкГн, но на деле при индуктивностях 0.5 и ниже представляют из себя хороший генератор случайных чисел, а не прибор.У разработчика радиочастотных устройств есть три пути:

1. обломаться
2. купить промышленный измеритель импеданса и некоторое время поголодать
3. сделать что-то более высокочастотное и широкополосное.

Наличие множества онлайн калькуляторов кардинально упрощают задачу, можно обойтись одним лишь генератором, подключаемым к частотомеру, не сильно потеряв в удобстве, зато выиграв в функционале.

Приставка может измерять индуктивности от 0,05мкГн. Выходное напряжение около 0.5В. Собственная индуктивность выводов 0,04мкГн. Диапазон выходных частот: хз…77МГц.

Широкополосный генератор выполнен по известной двухточечной схеме и мало чувствителен к добротности частотозадающего контура.

Для измерения наименьших индуктивностей емкость выбрана 82пф, вместе с входной ёмкостью расчётная(для калькулятора) получается около 100пф(круглые числа более удобны), а макс. частота генерации около 80МГц. С контура напряжение подаётся на повторитель vt2 а с него на эмиттер vt1, таким образом реализована ПОС. Применяемая иногда непосредственная связь затвора с контуром приводит к неустойчивой работе генератора на частотах 20-30Мгц, потому применён разделительный конденсатор с1. Полевой транзистор должен иметь начальный ток стока не менее 5мА, иначе транзистор нужно приоткрыть сопротивлением несколько сотен кОм с плюса на затвор. Лучше применить транзистор в высокой крутизной, это увеличит выходное напряжение снимаемое с истока. Хотя сам по себе генератор практически не чувствителен к типам транзисторов.

Для расчёта применяются онлайн калькуляторы
наиболее удобный
наиболее неудобный
гламурный, но с характером

Задающая ёмкость в приборе может быть любой, даже китайская глина. Лучше иметь эталонные катушки, а измеренную ёмкость уже подставлять в калькулятор, хотя на деле это и не обязательно.

Фольга с обратной стороны используется в качестве экрана.
Выводы на катушку выполняются в виде гибких плоских поводков из оплётки длиной 2см. с крокодилами.

http://edisk.ukr.net/get/377203737/%D0%B8%D0%BD%D0%B4.lay6

Особенности использования.

Для питания лучше предусмотреть соответствующую клемму на частотомере.

Выводы на катушку должны быть максимально прямыми если измеряются сверхмалые индуктивности. От результата нужно отнять собственную индуктивность выводов 0.04мкГн. Минимально измеряемая индуктивность примерно такая же.

Для измерения индуктивностей до 100мкГн годится штатная ёмкость, выше лучше использовть дополнительные ёмкости от 1н, иначе будет погрешность от межвитковой ёмкости катушки.

Для измерения межвитковой ёмкости нужно измерить истинное значение индуктивности с С 10-100н, потом измеряется частота с штатной ёмкостью(100пф), вносится в калькулятор, далее считается суммарная емкость, от которой нужно отнять 100пф.
Пример. аксиальный дроссель 3.8 мГн, со штатной ёмкостью частота 228 кГц, суммарная ёмкость 128пф, межвитковая 28.
Таким же образом вычисляются ёмкости в контурах.

Для измерений дросселей на низкочастотных магнитопроводах НН они должны иметь достаточно большое количество витков, например на кольцах 2000НН не менее 20, иначе частота может быть выше рабочей для них(до 400кГц), и генерация будет в лучшем случае срываться, а в худшем импульсная, как в блокинг генераторе, с частотой в килогерцы. Для маловитковых нужна дополнительная ёмкость.

Содержимое:

«Индуктивность» означает либо взаимную индукцию, когда напряжение в электрической цепи возникает в результате изменения силы тока в другой цепи, либо самоиндукцию, при которой напряжение в цепи создается в результате изменения тока в этой же цепи. В обоих случаях индуктивность определяется отношением напряжения к силе тока, а единицей ее измерения является генри, равный 1 вольт в секунду, поделенный на ампер. Поскольку генри является большой величиной, индуктивность обычно измеряют в миллигенри (мГн, тысячная часть генри) или в микрогенри (мкГн, миллионная часть генри). Ниже описаны несколько методов измерения индуктивности катушки.

Шаги

1
Измерение индуктивности по зависимости напряжение-ток

1. 1
   Подключите к катушке индуктивности источник импульсного напряжения.
   При этом полный импульс должен составлять не более 50 процентов.
2. 2
   Включите монитор на регистрацию тока.
   Необходимо подключить в цепь токочувствительный резистор, или же использовать амперметр. И первый и второй следует соединить с осциллографом.
3. 3
   Зафиксируйте максимальное значение тока и время между двумя импульсами напряжения в сети.
   Сила тока измеряется в амперах, время — в микросекундах.
4. 4
   Умножьте напряжение, прикладываемое к цепи за один импульс, на длительность импульса.
   Например, если напряжение 50 вольт сообщается цепи в течение 5 микросекунд, в результате получим 50, умноженные на 5, т.е. 250 вольт в микросекунду.
5. 5
   Поделите произведение напряжения и длительности импульса на максимальную силу тока.
   Продолжая приведенный выше пример, если максимальный ток составил 5 ампер, индуктивность будет равна 250 вольт в секунду, поделенным на 5 ампер, или же 50 микрогенри.
   • Несмотря на простоту расчетов, этот метод измерения индуктивности требует более сложного оборудования по сравнению с остальными.

2
Измерение индуктивности с помощью сопротивления

1. 1
   Подключите последовательно к катушке индуктивности резистор, сопротивление которого известно.
   Величина сопротивления должна быть известна с точностью не ниже одного процента. При последовательном соединении электрический ток проходит как через катушку, так и через сопротивление; катушка и резистор должны иметь электрический контакт лишь в одной точке.
2. 2
   Пропустите ток через получившуюся цепь.
   Это делается с помощью функционального преобразователя, моделирующего реальные токи через катушку и резистор.
3. 3
   Зафиксируйте значения напряжения на входе и в месте соединения катушки с сопротивлением.
   Отрегулируйте ток так, чтобы напряжение в месте соединения составило половину входного напряжения цепи.
4. 4
   Определите частоту тока.
   Частота измеряется в килогерцах.
5. 5
   Вычислите индуктивность.
   В отличие от предыдущего метода, настоящий способ требует меньше оборудования, но более сложные вычисления. Индуктивность рассчитывается следующим образом:
   • Умножьте сопротивление резистора на корень квадратный из 3. К примеру, если резистор имеет сопротивление 100 ом, умножение на 1,73 (корень квадратный из 3 с точностью до второго знака после запятой) даст вам 173.
   • Поделите результат произведения на на частоту, умноженную на 2 и число пи. Если частота равна 20 килогерц, делить надо на 125,6; 173, поделенное на 125,6 даст вам, с точностью до второго знака после запятой, 1,38 миллигенри.
   • мГн = (R x 1,73) / (6,28 x (Гц / 1000))
   • Например: дано R = 100 и Гц = 20.000
   • мГн = (100 X 1,73) / (6,28 x (20.000 / 1000)
   • мГн = 173 / (6,28 x 20)
   • мГн = 173 / 125,6
   • мГн = 1,38

3
Измерение индуктивности с помощью конденсатора и сопротивления

1. 1
   Подключите катушку индуктивности параллельно с конденсатором, емкость которого известна.
   Параллельное подключение катушки и конденсатора приводит к созданию электрического колебательного контура. Используйте конденсатор, емкость которого известна с точностью не ниже 10 процентов.
2. 2
   Подключите получившийся контур последовательно к сопротивлению.
   
3. 3
   Пропустите через цепь ток.
   Это, как и в предыдущем случае, делается при помощи функционального преобразователя.
4. 4
   Подсоедините клеммы осциллографа к полученной цепи.
   После этого измените силу тока от минимальных до максимальных значений.
5. 5
   Найдите на осциллографе точку резонанса.
   В этой точке ток максимален.
6. 6
   Поделите 1 на произведение квадрата энергии на выходе и емкости конденсатора.
   Энергия 2 джоуля и емкость 1 фарад дадут в знаменателе 2 в квадрате, т.е. 4; 1, поделенное на 4 равно 0,25 генри, или 250 миллигенри.

• При последовательном соединении индукторов их общая индуктивность равна сумме индуктивностей каждого из индукторов. Если же они соединены параллельно, обратная общая индуктивность (т.е. 1 поделить на L) равна сумме обратных индуктивностей.
• Индукторы могут представлять собой проволочные катушки, кольцевые сердечники, или быть сделаны из тонкой фольги. Чем больше витков имеет катушка на единицу длины, тем выше ее суммарное поперечное сечение и, соответственно, индуктивность. Индуктивность длинных катушек ниже индуктивности более коротких.

Предупреждения

• Индуктивность можно определить непосредственно с помощью измерителя индуктивности, но такие приборы не очень распространены, и большинство из них предназначены для измерения слабых токов.

Что вам понадобится

• Функциональный преобразователь
• Осциллограф с клеммами
• Резистор или конденсатор

Как измерить индуктивность катушки

Катушки индуктивности — это элементы, в маркировке которых параметры обычно не указаны. К тому же, часто катушки наматывают самостоятельно. В обоих случаях определить индуктивность катушки можно только путем ее измерения. Оно может быть осуществлено различными методами, предполагающими применение различного по сложности оборудования. Некоторые из этих методов кропотливы и требуют вычислений. Но прямопоказывающие LC-метры свободны от данных недостатков позволяют измерять индуктивность быстро и без дополнительных рассчетов.Вам понадобится

Приобретите LC-метр. В большинстве случаев, они похожи на обычные мультиметры. Существуют также мультиметры с функцией измерения индуктивности — такой прибор вам тоже подойдет. Любой из этих приборов можно приобрести в специализированных магазинах, торгующих электронными компонентами.

Обесточьте плату, на которой находится катушка. При необходимости, разрядите конденсаторы на плате. Выпаяйте катушку,которой требуется измерить, из платы (если этого не сделать, в измерение будет внесена заметная погрешность), а затем подключите к входным гнездам прибора (к каким именно, указано в его инструкции). Переключите прибор на самый точный предел, обычно обозначенный как «2 mH». Если индуктивность катушки меньше двух миллигенри, то она будет определена и показана на индикаторе, после чего измерение можно считать законченным. Если же она больше этой величины, прибор покажет перегрузку — в старшем разряде появится единица, а в остальных — пробелы.

В случае если измеритель показал перегрузку, переключите прибор на следующий, более грубый предел — «20 mH». Обратите внимание на то, что десятичная точка на индикаторе переместилась — изменился масштаб. Если измерение и в этот раз не увенчалось успехом, продолжайте переключать пределы в сторону более грубых до тех пор, пока перегрузка не исчезнет. После этого прочитайте результат. Посмотрев затем на переключатель, вы узнаете, в каких единицах этот результат выражен: в генри или в миллигенри.

Отключите катушку от входных гнезд прибора, после чего впаяйте обратно в плату.

Если прибор показывает нуль даже на самом точном пределе, то катушка либо имеет очень малую индуктивность, либо содержит короткозамкнутые витки. Если же даже на самом грубом пределе индицируется перегрузка, катушка либо оборвана, либо имеет слишком большую индуктивность, на измерение которой прибор не рассчитан.

Урок 46. Лабораторная работа № 12. Измерение индуктивности катушки.

Тема: Измерение индуктивности катушки

Цель: вычисление индуктивного сопротивления катушки и ее индуктивности по результатом измерений напряжений на катушке и силы тока в цепи.

Оборудование: источник переменного напряжения; катушка школьного разборного трансформатора; вольтметр и миллиамперметр переменного тока; соединительные провода.

Теория.

   Всякое изменение тока в катушке вызывает появление в ней ЭДС самоиндукции, препятствующей изменению тока. Величина ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна величине индуктивности катушки и скорости изменения тока в ней. Но так как переменный ток непрерывно изменяется, то непрерывно возникающая в катушке ЭДС самоиндукции создает сопротивление переменному току. Она препятствует его возрастанию и, наоборот, поддерживает его при убывании. Таким образом, в катушке индуктивности, включенной в цепь переменного тока, создается сопротивление прохождению тока. Но так как такое сопротивление вызывается в конечном счете индуктивностью катушки, то и называется оно индуктивным сопротивлением.

   Индуктивное сопротивление обозначается через Х_L и измеряется, как и активное сопротивление, в омах. Индуктивное сопротивление цепи тем больше, чем больше частота тока, питающего цепь, и чем больше индуктивность цепи. Следовательно, индуктивное сопротивление цепи прямо пропорционально частоте тока и индуктивности цепи; определяется оно по формуле:

 Х_L=ωL , где ω — круговая частота, определяемая произведением 2πν, L — индуктивность цепи в генри (Гн).

   Т.е.

   Тогда индуктивность катушки можно выразить:

   Закон Ома для цепи переменного тока, содержащей индуктивное сопротивление, звучит так: величина тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна  индуктивному сопротивлению цепи, т. е

   , где I и U  — действующие значения тока и напряжения, а Х_L — индуктивное сопротивление цепи. 

Выполнение работы:

1. Подготовить таблицу для результатов измерений и вычислений:

2. Собрать электрическую схему согласно рисунка 1 и перечертить её в тетрадь:

3. Спомощью регулятора напряжения подать на схему напряжение 1,5 В и установить частоту переменного тока 80 Гц. Записать показания миллиамперметра.

4. Увеличивая частоту в 2,3,4 и 5 раз каждый раз записывать показания миллиамперметра в таблицу.

5. Вынуть сердечник из катушки и, не изменяя напряжения и частоты переменного тока, записать показания миллиамперметра в таблицу.

6. В каждом опыте рассчитать индуктивное сопротивление катушки по формуле:

7. Вычислить в каждом опыте индуктивность катушки L, используя формулу:

8. Сравнивая индуктивности катушек, сделайте вывод, от чего и как зависит индуктивность.

9. Ответьте письменно на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Чем вызвано индуктивное сопротивление у катушки при подключении её в цепь переменного тока?

2. От чего зависит индуктивное сопротивление?

3. Почему уменьшается индуктивное сопротивление при удалении из катушки железного сердечника?

4. Почему на постоянном токе индуктивное сопротивление катушки равно нулю?

5. Чему равно индуктивное сопротивление в цепи переменного тока?

6. Как связаны между собой действующие значения силы тока и напряжения на катушке индуктивности?

Измерение индуктивности

Я искал количество методов для измерения индуктивности катушки, если у вас нет доступного измерителя LCR, и у меня возникли некоторые трудности. Я спроектировал и построил катушку, и я хотел бы подтвердить ее индуктивность, которая теоретически составляет ~ 2 мкгн 2 μ ЧАС ,

Одним из способов является последовательное включение резистора с индуктором и подача сигнала. Я видел две вещи в отношении этого: отрегулировать входную частоту так, чтобы напряжение на резисторе составляло половину входного сигнала, а затем работать L L с помощью

^{смоделировать эту схему — схема, созданная с использованием CircuitLab}

L = R 2 π е 3 — √ L знак равно р 2 π е 3

А другой заключается в том, чтобы вместо этого регулировать входную частоту, пока сигналы не — 45 ∘ — 45 ∘ (градусов) не в фазе, а затем работать L L с помощью

L = R 2 π е L знак равно р 2 π е

Я пробовал оба этих метода на индукторе известного значения, и я не приблизился к ожидаемому значению. Поэтому я полагаю, что я делаю что-то не так, но я не уверен, что это довольно простая установка. Что еще более важно, я не полностью понимаю используемые формулы и как получить их, чтобы вычислить индуктивность.

Известный индуктор Μ 1,5 мкг ~ 1,5 μ ЧАС (допуск 20%) и резистор, который я использовал, был 6,75 кОм 6,75 К Ω , Поэтому мне также интересно, возможно, значение индуктора слишком мало для этого типа установки для измерения, как я обычно видел м H м ЧАС в результатах примеров я видел? Или если я выберу неподходящий резистор?

Затем я попробовал ловушку LC, с 10 н F 10 N F конденсатор и мой индуктор, и это сработало для меня. Импульсный входной сигнал, а затем смотреть на частоту пульсации.

е = 1 2 π L C — — — √ е знак равно 1 2 π L С

По крайней мере, похоже, что я смог определить индуктивность известного индуктора в пределах его допуска. И приблизился к тому, что я ожидал с моей встроенной катушкой.

^{смоделировать эту схему}

В основном мне любопытно узнать о первых методах, использующих последовательный резистор, поскольку это одна из первых вещей, которая возникает при рассмотрении вопроса об измерении индуктивности, и я хотел бы лучше понять это и заставить его работать на меня, если это возможно.

Как использовать измерительные приборы для измерения индуктивности

Любое проводящее тело имеет определенную конечную индуктивность. Эта индуктивность является внутренним свойством проводящего тела и всегда одинакова, независимо от того, находится ли этот проводник или устройство под напряжением в электрической цепи или находится на полке на складе.

Индуктивность сегмента прямого провода можно значительно увеличить, намотав его в виде спиральной катушки, после чего магнитные поля, установленные вокруг соседних витков, объединяются, чтобы создать единое более сильное магнитное поле.Индуктивность катушки зависит от квадрата количества витков.

Индуктивность катушки также значительно увеличивается, если катушка построена вокруг сердечника, который состоит из материала, имеющего высокую проницаемость для магнитного потока. (Поток — это произведение среднего магнитного поля на перпендикулярную площадь, которую оно пересекает. Поток в магнитной цепи аналогичен току в электрической цепи.) Это ситуация с силовыми трансформаторами, принадлежащими коммунальным предприятиям, и другими катушками, предназначенными для работы при 50 или 60 Гц.Индуктивные эффекты более выражены на более высоких частотах, поэтому для ВЧ-индуктора обычно достаточно воздушного сердечника.

Одним из определяющих качеств катушки является то, что при снятии приложенного напряжения, прерывая ток, магнитное поле схлопывается, и электрическая энергия, ранее использовавшаяся для создания магнитного поля, внезапно возвращается в цепь. Это просто проявление того факта, что магнитное поле и проводник, движущиеся друг относительно друга, индуцируют в проводнике ток.

Скорость изменения тока в катушке индуктивности пропорциональна приложенному к ней напряжению, как определено известным уравнением:

В = L dI / dt

Где L — индуктивность в генри, V — напряжение, I — ток, а t — время. Подобно конденсатору и в отличие от резистора, импеданс катушки индуктивности зависит от частоты. Импеданс — это векторная сумма сопротивления (когда и если в цепи есть резистор или его эквивалент) и индуктивного или емкостного реактивного сопротивления. В конденсаторе более высокая частота означает меньшее емкостное реактивное сопротивление.В катушке индуктивности более высокая частота соответствует более высокому индуктивному сопротивлению. Катушка не препятствует прохождению постоянного тока, за исключением:
• Небольшое сопротивление из-за допустимой нагрузки провода
• Мгновенное индуктивное сопротивление при первом включении катушки из-за работы, необходимой для установления магнитного поля . (Во время нарастания постоянный ток по существу является переменным.)
Уравнение емкостного реактивного сопротивления:

X _С = 1 / 2πfC

Где X _C = емкостное реактивное сопротивление в Ом; f = частота в герцах; C = емкость

Уравнение индуктивного сопротивления:

X _L = 2πfL

Где X _L = индуктивное реактивное сопротивление в Ом; f = частота в герцах; L = индуктивность

Эти уравнения обладают поразительной симметрией.Одно является зеркальным отображением другого, разница заключается в роли, которую играет частота. В емкостном реактивном сопротивлении f находится в знаменателе, а в индуктивном реактивном сопротивлении — в числителе. Емкостное и индуктивное реактивное сопротивление, а также общий импеданс выражаются в омах, как и в сопротивлении постоянному току, и полностью соответствуют закону Ома, при том понимании, что эти свойства меняются в зависимости от частоты.

Мультиметры высшего класса часто имеют емкостной режим. Чтобы провести это измерение, просто проверьте провода исследуемого устройства.В интересах безопасности и точности может потребоваться разрядка устройства с высокой емкостью, такого как электролитический конденсатор, с использованием разумного сопротивления в течение соответствующего периода времени. Шунтирование его отверткой не является хорошей практикой, потому что электролит может быть проколот из-за сильного тока, не говоря уже о вспышке дуги в больших единицах. После разряда проверьте, проверив напряжение.

Конденсаторы, измеренные с помощью мультиметра в режиме измерения емкости, могут показывать низкие значения на целых 10%.Этой точности достаточно для многих приложений, таких как пусковая цепь для электродвигателя или для фильтрации источника питания. Более высокая точность достигается при выполнении динамического теста. Одна из стратегий прецизионных измерений заключается в создании схемы, преобразующей емкость в частоту, которую затем можно определить с помощью счетчика.

Для измерения индуктивности устройства, внутренней индуктивности цепи или более распространенной распределенной индуктивности лучше всего подходит измеритель LCR.Он подвергает тестируемое устройство (надлежащим образом разряженное и изолированное от любых внешних цепей, которые могут возбуждать его или создавать несущественный параллельный импеданс) переменным напряжением известной частоты, обычно равным среднеквадратичному напряжению в один вольт на частоте одного килогерца. Измеритель одновременно измеряет напряжение на устройстве и ток через него. Из отношения этих величин алгебраически вычисляется импеданс.

Затем усовершенствованные измерители измеряют фазовый угол между приложенным напряжением и результирующим током.Они используют эту информацию для отображения эквивалентной емкости, индуктивности и сопротивления рассматриваемого устройства. Измеритель работает в предположении, что обнаруживаемые им емкость и индуктивность существуют в параллельной или последовательной конфигурации.

Конденсаторы

имеют некоторую непредусмотренную индуктивность и сопротивление из-за их выводов и пластин. Точно так же у катушек индуктивности есть некоторое сопротивление из-за их выводов, и у них есть определенная емкость, потому что их выводы приравниваются к пластинам.Точно так же резисторы, как и полупроводники на высоких частотах, приобретают емкостные и индуктивные свойства.

Как правило, измеритель предполагает, что подразумеваемые устройства подключены последовательно, когда он выполняет измерения LR. Точно так же предполагается, что они параллельны, когда выполняются измерения CR, из-за последовательной геометрии катушки и параллельной геометрии конденсатора.

Многие измерители LCR подают выходной сигнал источника сигнала через истоковый резистор на неизвестное устройство Z _X и резистор диапазона R _r .Усилитель заставляет тот же ток, который течет через неизвестное устройство, течет через R _r , приводя соединение неизвестного устройства и R _r к 0 В. Напряжения V ₁ и V ₂ через неизвестное устройство и R _r соответственно подключены к селекторному переключателю. Выход переключателя подключен к дифференциальному усилителю. Действительная и мнимая составляющие сигналов напряжения и тока получаются умножением этих напряжений на прямоугольную волну, когерентную со стимулом (в фазовом детекторе).Это дает выходной сигнал, пропорциональный синфазной или квадратурной составляющей напряжения. Выходной сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь с двойным наклоном, который считывает MCU. Комплексное отношение напряжения к току равно комплексному сопротивлению. Другие параметры, такие как L и C, вычисляются математически из скорректированного значения импеданса.

Как портативные, так и настольные измерители LCR в более продвинутых моделях позволяют пользователю выбирать частоту подаваемого переменного напряжения. Обоснование состоит в том, что тестируемый индуктор или конденсатор будет реагировать более характерным образом в пределах дискретной полосы частот.

Настольные измерители LCR

также обычно включают четырехпроводную опцию (Кельвина), которая значительно повышает стабильность и точность измерений с низким импедансом, когда контакт наконечника зонда может нарушить показания.

Индуктивность, емкость или сопротивление можно измерить с помощью мостовой схемы. Для этого измерения переменные калиброванные элементы обнуляются на детекторе, в отличие от измерения фазового угла, как в обычном измерителе LCR.

Когда измеритель LCR недоступен, существуют различные методы измерения индуктивности с помощью осциллографа.Один из методов измерения индуктивности в зависимости от наклона вольт-амперной характеристики включает подключение катушки индуктивности к импульсному источнику напряжения с рабочим циклом менее 50%. С помощью токового пробника осциллографа определите пиковый ток в амперах и время между импульсами в микросекундах. Умножьте эти суммы и разделите произведение на пиковый ток. Это величина индуктивности тестируемого устройства.

Другой метод измерения индуктивности с помощью осциллографа заключается в последовательном подключении резистора известного номинала к проверяемой катушке индуктивности и подаче сигнала.Частота регулируется таким образом, чтобы на обоих устройствах было одинаковое напряжение.

Третий метод определения индуктивности устройства состоит в размещении катушки индуктивности параллельно с известной емкостью. Результирующий контур резервуара затем подключается последовательно с резистором, и резонансная частота определяется с помощью осциллографа. Исходя из этого, можно рассчитать индуктивность.

Эти методы, хотя и являются жизнеспособными, требуют некоторых схемотехнических работ и обширных вычислений, в то время как измеритель LCR обеспечивает прямое считывание с достаточной точностью для большинства приложений.

Простой метод измерения неизвестных индукторов

Простой метод измерения неизвестных индукторов

Простой и быстрый способ измерить индуктивность неизвестного силового дросселя

(при условии, что у вас есть функциональный генератор и осциллограф).

Рональд Деккер

1. Введение

При любой возможности я всегда спасаю (силовые) катушки индуктивности от старых печатных плат и импульсных источников питания. Хороший ассортимент катушек индуктивности различной стоимости всегда пригодится во время экспериментов, особенно с повышающими преобразователями и т.п.Я уверен, что должна существовать система, с помощью которой производители этих катушек индуктивности маркируют их значением индуктивности, но пока мне не удалось ее обнаружить. На некоторых индукторах напечатаны номера, а другие отмечены цветными точками, что в любом случае является катастрофой, потому что я дальтоник. Чтобы быстро определить значение индуктивности этих катушек индуктивности, я использую простой метод, который, я уверен, заинтересует других разработчиков индукторов. Вам понадобятся функциональный генератор 0–100 кГц с выходом 50 Ом и осциллограф.

2. Пошаговое описание метода

Поскольку большинство людей будет больше интересоваться методом, чем лежащей в его основе теорией, давайте начнем с пошагового описания:

1. Подключите выход 50 Ом функционального генератора к осциллографу и выберите синусоидальный сигнал.
2. Установите частоту генератора примерно на 20 кГц.
3. Отрегулируйте выходное напряжение генератора на пиковое значение 1 В.
4. Подключите неизвестную индуктивность параллельно к осциллографу (рис.2.1). Это уменьшит амплитуду сигнала.
5. Теперь отрегулируйте только частоту генератора так, чтобы амплитуда на осциллографе была ровно половиной от исходного значения (0,5 В пикап).

   Я выполняю шаги с 3 по 5 следующим образом: На шаге 3 я сначала устанавливаю вертикальную чувствительность осциллографа на 0,2 В / дел. Затем я регулирую амплитуду генератора сигналов так, чтобы синусоидальная волна точно помещалась между отметками 25% и 75% на экране (рис.2.1А). Амплитуда сейчас ровно 1 В. Затем я подключаю катушку индуктивности (шаг 4) и увеличиваю вертикальную чувствительность до 0,1 В / дел. На шаге 5 я теперь регулирую частоту так, чтобы синусоидальная волна снова точно попадала между отметками 25% и 75% (рис. 2.1B). Теперь амплитуда синусоидальной волны составляет 0,5 В.

6. Наконец, считайте частоту и рассчитайте индуктивность из L = 4,57 / f. С L в Генри и f в Гц. Вы также можете предпочесть L = 4570 / f с L в uH и f в кГц.

Фигура 2.1 Измерение неизвестных катушек индуктивности.

3. Как это работает и некоторые теории

Катушка индуктивности в сочетании с внутренним последовательным сопротивлением в генераторе образуют цепь делителя напряжения (рис. 3.1). Без подключенной катушки индуктивности падение напряжения на резисторе 50 Ом незначительно, и осциллограф отображает внутреннее напряжение генератора. При подключенной катушке индуктивности ток через катушку индуктивности вызовет падение напряжения на резисторе 50 Ом, что приведет к падению амплитуды сигнала на экране осциллографа.Ток через катушку индуктивности зависит как от частоты, так и от индуктивности. Для сигналов постоянного тока (0 Гц) индуктор представляет собой короткое замыкание. Для очень высоких частот ток через катушку индуктивности незначителен. Кроме того, для данной частоты, чем выше индуктивность, тем меньше ток.

Рисунок 3.1 Принципиальная схема

Точное соотношение между напряжением внутреннего генератора и напряжением, измеренным осциллографом, можно вычислить
с помощью простой теории сетей:

В этой формуле L представляет собой индуктивность, R — сопротивление (50 Ом), а omega — радиальную частоту (= 2 * pi * f с f в Гц).
Теперь вопрос в том, для какой частоты (Vscope / Vgen) = 0,5:

Итак, наконец:

В которой L — индуктивность в Генри, а f — частота в Гц.
Этот метод хорошо работает только для катушек индуктивности с низким последовательным сопротивлением
и индуктивностью в диапазоне, скажем, от 10 до нескольких сотен мкГн.

4. Включая последовательное сопротивление.

Хорошая особенность веб-сайта в том, что люди время от времени вносят очень полезный вклад. Карен Ортон (Великобритания) усовершенствовала предложенный выше метод для индукторов со значительным сопротивлением.Просто сначала измерьте сопротивление постоянным током и используйте его в приведенной ниже формуле. В остальном процедура в точности такая, как описано выше.

Вот математика собственными руками Каренса:

Измерение емкости и индуктивности с помощью осциллографа и функционального генератора

В большинстве лабораторий имеется достаточный запас цифровых мультиметров для измерения сопротивления постоянному току, но когда
речь идет об измерении индуктивности, емкости и импеданса, это не всегда
легко найти измеритель LCR.

Счетчики

LCR работают, подавая на устройство напряжение переменного тока.
при испытании, и измеряя результирующий ток, как по амплитуде, так и по
фаза относительно сигнала переменного напряжения.Емкостный импеданс будет иметь
форма волны тока, которая опережает форму волны напряжения. Индуктивный импеданс будет
имеют форму волны тока, которая отстает от формы волны напряжения. К счастью, если
у вас есть осциллограф и генератор функций в вашей лаборатории, вы можете использовать
аналогичный метод для измерения многочастотного импеданса с хорошим
Результаты. Этот подход также может быть адаптирован для использования в качестве учебной лаборатории.
упражнение.

Рисунок 1.
Импеданс смоделирован как
конденсатор или индуктор с эквивалентным последовательным сопротивлением.

Что такое импеданс?

Импеданс — это полное сопротивление току в
цепь переменного тока. Он состоит из сопротивления (реального) и реактивного сопротивления.
(мнимый) и обычно представляется в сложных обозначениях как Z = R + jX ,
где R, — сопротивление, а X — реактивное сопротивление.

Реальные компоненты состоят из проводов, соединений,
проводники и диэлектрические материалы. Эти элементы вместе составляют
характеристики импеданса компонента, и это полное сопротивление изменяется в зависимости от
частота тестового сигнала и уровень напряжения, наличие напряжения смещения постоянного тока
или текущие и окружающие факторы, такие как рабочие температуры или
высота.Из этих потенциальных влияний частота тестового сигнала часто оказывается определяющей.
наиболее значимый фактор.

В отличие от идеальных компонентов, настоящие компоненты не являются чисто
индуктивные или емкостные. Все компоненты имеют последовательное сопротивление, которое
Параметр R в его импедансе. Но у них также есть несколько участников
реактивное сопротивление. Например, конденсатор имеет последовательную индуктивность, которая становится больше
проявляется на высоких частотах. Когда мы измеряем реальный конденсатор, серия
индуктивность (ESL) будет влиять на показания емкости, но мы не сможем
измерять его как отдельный, самостоятельный компонент.

Методы измерения импеданса

Метод I-V, описанный в этом примечании по применению, просто
один из многих методов измерения импеданса. Другие включают мостовой метод.
и резонансный метод.

Метод I-V использует значение напряжения и тока на
тестируемое устройство (DUT) для расчета неизвестного импеданса, Z _x . Текущий
измеряется путем измерения падения напряжения на прецизионном резисторе последовательно
с тестируемым устройством, как показано на рисунке 2.Уравнение 1 показывает, как можно использовать схему.
найти Z _x .
Уравнение 1:

Теоретическая точность

В этом документе мы будем использовать Tektronix AFG2021.
произвольный / функциональный генератор и осциллограф Tektronix серии MDO4000 для выполнения
измерение. Полоса пропускания AFG2021 в 20 МГц хорошо подходит для этого.
измерение. Точность усиления постоянного тока MDO4000 составляет 2% при настройке 1 мВ / дел.
1,5% при других вертикальных настройках. Как вы можете видеть в уравнении 1,
Точность измерения напряжения осциллографом является наиболее важным фактором
общая точность теста.

На основании уравнения 1 теоретическая точность этого
метод измерения должен составлять около 4% при настройке MDO4000 1 мВ / дел и 3%
при других настройках.

Так как частота дискретизации осциллографа очень велика.
выше, чем частота стимулов, используемых в этих тестах, ошибка
вклад фазовых измерений будет незначительным.

Рисунок 3.
Испытательная установка для
оценка конденсатора, как в Примере 1.

Тестовый пример

В следующих двух примерах представлены конденсатор / индуктор /
Измерение ESR с помощью осциллографа и функционального генератора.

Использованное оборудование:

• AFG2021 Генератор произвольных функций / функций

Осциллограф

• MDO4104C
• А 1 кОм
  прецизионный резистор
• Подлежащие испытаниям конденсаторы и катушки индуктивности
• Два пробника напряжения Tektronix TPP1000

Для этого применения большинство осциллографов и функций
генераторы дадут приемлемые результаты, так как тестовые частоты ниже
100 кГц. Однако мы воспользуемся статистикой измерений на MDO4000.
Серии в этом примере.

Рисунок 4.
Осциллограммы напряжения и
измерения, сделанные в узлах A1 и A2.

Пример 1: керамический конденсатор 10 мкФ

Установите испытательную схему, как показано на рисунке 3. Примечание.
что R _ESR и
C связаны с испытываемым керамическим конденсатором, и что R _fg — это выходное сопротивление 50 Ом
генератор функций.

Установите функциональный генератор на выход 1,9 В.
амплитуда, синусоида 100 Гц.Вы можете использовать ручку AFG2021 или клавиатуру для
установить напряжение и частоту. Отрегулируйте настройку вертикального масштаба
осциллографа, чтобы использовать как можно большую часть дисплея — используя как можно больше
диапазон, насколько это возможно, вы улучшите точность своего напряжения
измерения.

Используйте осциллограф для проверки узлов A1 и A2. Рисунок 4
показывает результирующую форму волны.

Выберите средний режим сбора данных осциллографа.
и установите количество средних значений на 128. Это уменьшит влияние случайных
шум по вашим измерениям.Настройте осциллограф на измерение канала 1
частота, фаза между каналом 2 и каналом 1, амплитуда канала 1 и
амплитуда канала 2, как показано на рисунке 4. Если ваш осциллограф предлагает
статистику измерений, такую ​​как серия MDO4000, запишите средние значения для вашего
расчеты. В противном случае запишите самые последние значения.

Из измерительной установки мы знаем:

• Частота стимула, f = 100 Гц
• Прецизионный резистор, Rref = 1 кОм

Из измерений, выполненных на осциллографе и показанных
на рисунке 4:

• Амплитуда напряжения, измеренная при A1, В _A1 = 1.929 В
• Амплитуда напряжения, измеренная при A2, В _A2 = 0,310 В
• Разность фаз между напряжением, измеренным в точке A2 относительно A1, θ = -79,95 °

Обратите внимание, что в узле A1 напряжение имеет фазовый угол 0 °,
то есть он находится в фазе с выходом функционального генератора. На А2 напряжение равно
сдвинуты вперед на фазовый угол θ.

Полное сопротивление тестируемого конденсатора можно найти
используя уравнение 1.

Импеданс можно выразить в полярной форме, где
величина определяется уравнением 2.

Уравнение 2:

Угол импеданса определяется вычитанием двух
углы:

Уравнение 3:

Для теста в нашем примере мы можем использовать уравнение 2
и уравнение 3, чтобы найти величину и угол импеданса
конденсатор тестируемый:

Теперь мы можем преобразовать импеданс в прямоугольную форму.
найти сопротивление и емкость.

Используя приведенные выше уравнения, мы можем решить для ESR и
Емкость ИУ:

Уравнения 4 и 5:

Используя уравнение 4 и уравнение 5, мы можем вычислить ESR
и емкость для тестируемого конденсатора:

В таблице 1 сравниваются результаты, полученные с помощью осциллографа.
и генератор функций для результатов, достигаемых с помощью недорогого ВАЦ и
традиционный измеритель LCR.Измеритель LCR, используемый в этом случае, поддерживает только тест
частоты 100 Гц и 1 кГц, которые являются общими частотами тестирования компонентов.
Вы заметите, что эти три метода достаточно хорошо коррелируют.

Значения пассивных компонентов указаны с особым
частоту, и измерители LCR часто имеют более одной тестовой частоты для
эта причина. В таблице 1 показаны результаты с использованием осциллографа / функции.
комбинация генераторов на пяти разных частотах. Вы можете увидеть эффект
паразитная индуктивность в испытательной цепи при увеличении испытательной частоты —
измеренная емкость падает с увеличением испытательной частоты.См. Раздел о
«Диапазон измерения» для получения дополнительной информации о тестовых частотах.

Для достижения наилучших результатов вам необходимо сохранить значение
прецизионного резистора (R _ref )
достаточно низкий, чтобы дать значительную волну напряжения в узле A2. Резистор
также должно быть больше 50 Ом, иначе выходное сопротивление функционального генератора
будет учитываться при измерении.

Рисунок 5.
Испытательная установка для
оценка катушки индуктивности как в Примере 2.

Пример 2: индуктор 10 мГн

Схема и процедура проверки практически идентичны
те, которые использовались для проверки конденсатора в Примере 1.

Используйте функциональный генератор для вывода 1,9 В.
амплитуда синусоидальной волны 10 кГц. Сигнал подается на опорный резистор и
испытуемый индуктор.

Используйте осциллограф для проверки узлов A1 и A2. Рисунок 6
показаны две результирующие формы волны.

Рисунок 6. Осциллограммы напряжения и измерения
взяты в узлах A1 и A2.

Выберите средний режим сбора данных осциллографа.
и установите количество средних значений на 128. Это уменьшит влияние случайных
шум по вашим измерениям.Настройте осциллограф на измерение канала 1
частота, фаза между каналом 2 и каналом 1, амплитуда канала 1 и
амплитуда канала 2, как показано на рисунке 6. Если ваш осциллограф предлагает
статистику измерений, такую ​​как серия MDO4000, запишите средние значения для вашего
расчеты. В противном случае запишите самые последние значения.

Из измерительной установки мы знаем:

• Частота стимула, f = 10 кГц
• Прецизионный резистор, R _ref = 1 кОм

Из измерений, выполненных на осциллографе и показанных
на рисунке 6:

Обратите внимание, что в узле A1 напряжение имеет фазовый угол 0 °,
то есть он находится в фазе с выходом функционального генератора. На А2 напряжение равно
сдвинуты вперед на фазовый угол θ.

Мы можем использовать те же уравнения для расчета импеданса
ИУ, которое мы использовали для измерения конденсатора в примере 1. Импеданс может
быть выраженным в полярной форме, где величина и угол импеданса равны
предоставлено:

Теперь мы можем преобразовать в прямоугольную форму
сопротивление, чтобы найти сопротивление и индуктивность

Используя приведенные выше уравнения, мы можем решить для ESR и
Индуктивность ИУ:

Уравнения 6 и 7:

Используя уравнения 6 и 7, мы можем рассчитать СОЭ
и индуктивность испытуемой катушки индуктивности:

Таблица 2. Сравнительная таблица примера 2.

Опять же, в таблице 2 сравниваются достигнутые результаты с
осциллографа и генератора функций для результатов, достигаемых с помощью недорогого ВАЦ и
традиционный измеритель LCR.Эти три метода хорошо коррелируют.

Таблица 2 также показывает результаты, полученные с помощью осциллографа /
комбинация функционального генератора на четырех различных частотах. См. Раздел
в разделе «Диапазон измерений» для получения дополнительной информации о тестовых частотах.

Еще раз, вам, возможно, придется поэкспериментировать со стоимостью _{рэнд (ref} ), чтобы получить лучшее
Результаты.

Диапазон измерения

Существуют практические ограничения на частоту стимула и
значения конденсатора или индуктора ИУ для этого метода измерения импеданса.

На рисунке 7 показан блок емкости / частоты. Если емкость
значение и частота тестирования указаны в рамке, тогда вы сможете
измерить это. В заштрихованной области точность измерения будет около 3%,
а за пределами заштрихованной области точность падает примерно до 5%.Эти неопределенности
предположим, что вы позаботились о том, чтобы использовать весь экран осциллографа,
усреднено 128 периодов сигналов и использовано среднее значение
амплитуды и фазы для выполнения расчетов.

Аналогичный блок индуктивности / частоты показан на рисунке.
8 для испытания индуктора.

Заключение

Если у вас нет измерителя LCR в вашей лаборатории, или вы
хочу продемонстрировать поведение конденсаторов и катушек индуктивности при синусоидальном
стимула, осциллографа и генератора функций могут помочь вам сделать простой,
прозрачное измерение импеданса.Вы можете рассчитывать на емкость и индуктивность
значения с погрешностью 3% -5%. Чтобы воспользоваться этим методом, вы
нужен только функциональный генератор с хорошим диапазоном частот и амплитуд,
осциллограф с хорошими характеристиками и функциями, которые мы обсуждали, несколько
прецизионные резисторы, а также калькулятор или электронную таблицу.

Мой электрический двигатель — измерения катушек

Катушки индуктивности | HIOKI E.E. CORPORATION

Что такое индукторы или катушки?

Катушки могут быть без сердечника (с воздушным сердечником или сердечником из немагнитного металла) или они могут иметь сердечник из магнитного металла (т.е. металла с высокой магнитной проницаемостью), например феррита.Индукторы с сердечниками обладают токовой зависимостью.

Пример настройки условий измерения

* В противном случае используются настройки по умолчанию.
* Вышеуказанные настройки относятся к
пример измерения. Поскольку оптимальные условия меняются в зависимости от
цель измерения, конкретные настройки должны определяться
оператор инструмента.

Установка частоты измерения

Явление LC-резонанса с индуктивностью и паразитной емкостью катушки (индуктора) известно как саморезонанс.Частота, при которой возникает саморезонанс, известна как собственная резонансная частота. При оценке катушек обязательно измеряйте L и Q на частоте, которая значительно ниже собственной резонансной частоты.

Индуктивность катушки, которая увеличивается с частотой, можно рассчитать по следующему уравнению: Z = j2πfL. Чтобы эффективно измерять индуктивность при изменении частоты, установите диапазон измерения АВТО. Для измерения с более высокой степенью точности установите частоту, чтобы получить импеданс, который можно измерить с высокой точностью.

Установка уровня сигнала измерения

Измерительный ток может быть рассчитан на основе напряжения открытого контакта, выходного сопротивления прибора и импеданса объекта измерения. Установите измерительное напряжение так, чтобы номинальный ток не превышался.

При измерении катушки, которая показывает зависимость от тока (т. Е. Катушки с магнитным сердечником), установите прибор на такой уровень сигнала, чтобы магнитный сердечник не был насыщен. При измерении катушки, не имеющей зависимости от тока, рекомендуется настроить прибор на уровень сигнала с максимальной точностью.В серии IM35xx наилучшая точность достигается при настройке режима V на 1 В. В серии IM758x уровень измерительного сигнала определяется для мощности при использовании нагрузки 50 Ом порта тестируемого устройства, и настройка с наилучшей точностью составляет +1 дБмВт.

При измерении катушки с сердечником или катушки с низким номинальным током удобен режим CC (постоянный ток) серии IM35xx. Ток измерения контролируется программно, поэтому он остается постоянным.

Используемая продукция

Приложения для массового производства

Приложения для исследований и разработок

* Для получения дополнительной информации см. Каталог продукции.

Выбор параметра, Ls или Lp

Вообще говоря, режим последовательной эквивалентной схемы используется при измерении элементов с низким импедансом (примерно 100 Ом или меньше), а режим параллельной эквивалентной схемы используется при измерении элементов с высоким импедансом (примерно 10 кОм или больше). Если соответствующий режим эквивалентной схемы неясен, например, при измерении образца с импедансом приблизительно от 100 Ом до 10 кОм, проконсультируйтесь с производителем компонента.
Катушка индуктивности будет вести себя так, как если бы потери в медной обмотке Rs и потери в сердечнике Rp были подключены к идеальной катушке индуктивности L. Индуктивность идеальной катушки может быть рассчитана следующим образом: XL ＝ j2πfL. Хотя общая формулировка невозможна, поскольку она изменяется в зависимости от величины Rs и Rp, катушки с низкой индуктивностью характеризуются небольшим XL, что позволяет рассматривать импеданс при параллельном размещении Rp и L как примерно эквивалентный XL. Rs можно игнорировать, так как Ls мала, поэтому используется последовательная эквивалентная схема.Напротив, при высоком импедансе Rp нельзя игнорировать, а Rs можно, поэтому схему можно рассматривать как параллельную эквивалентную схему.

Ток, текущий в катушку

Ток, текущий в катушку, можно рассчитать на основе напряжения открытого контакта, выходного сопротивления прибора и импеданса объекта измерения.

* 1 Выходное сопротивление зависит от модели и от того, включен ли высокоточный режим с низким импедансом.См. Технические характеристики продукта в руководстве по эксплуатации.

Измерение Rdc

При оценке катушки измеряются L, Q и Rdc. Такие инструменты, как IM3533 и IM3536, могут измерять L, Q и Rdc без необходимости использования каких-либо других устройств. После измерения L и Q с помощью сигнала переменного тока измерьте Rdc с помощью сигнала постоянного тока.
* Rs и Rp не равны Rdc. Rs и Rp — значения сопротивления, которые измеряются с помощью сигнала переменного тока. Они включают такие компоненты, как потери в катушке и сопротивление обмотки, которое увеличивается из-за поверхностных эффектов проводника и эффектов близости.
Когда материал обмотки имеет большой температурный коэффициент, Rdc будет изменяться в зависимости от температуры. IM3533 имеет функцию температурной коррекции Rdc.

Характеристики наложения постоянного тока

Характеристики наложения катушек включают характеристики наложения постоянного тока, которые показывают степень уменьшения индуктивности относительно постоянного тока, важный элемент оценки для катушек, которые будут использоваться в таких схемах, как цепи питания, которые работают с большими токами .
Функция приложения напряжения смещения постоянного тока, встроенная в счетчики Hioki LCR, предназначена для использования при измерении конденсаторов и не может использоваться для подачи постоянного тока. Чтобы наложить сигнал постоянного тока, либо используйте модуль постоянного тока смещения 9269 (или 9269-10) и внешний источник питания, либо создайте для этой цели свою собственную схему.

Установка времени задержки

Чтобы уменьшить ошибку измерения во время измерения Rdc, измерители Hioki LCR циклически включают и выключают генерируемое напряжение, чтобы отменить внутреннее смещение (функция регулировки постоянного тока).
При изменении напряжения, приложенного к катушке индуктивности, выходное сопротивление, эквивалентное последовательное сопротивление и индуктивность катушки индуктивности вызывают переходные процессы. Установите достаточно длительное время задержки во время измерения Rdc, чтобы эти явления не повлияли на результаты измерения. Название, данное настройке времени задержки, зависит от модели, как и время измерения. Для получения дополнительной информации см. Руководство по эксплуатации модели, которую вы собираетесь использовать.
Если вы не уверены в подходящем времени задержки, сначала установите как можно большее время задержки.Затем постепенно сокращайте время задержки, проверяя, что измеренные значения не изменяются.

Индуктивность катушки и самоиндуктивность Учебное пособие

Индукторы делают это, генерируя внутри себя эдс самоиндуцированной в результате изменения магнитного поля. В электрической цепи, когда ЭДС индуцируется в той же цепи, в которой изменяется ток, этот эффект называется Самоиндукция , (L), но иногда его обычно называют обратной ЭДС, поскольку ее полярность противоположна. приложенному напряжению.

Когда ЭДС индуцируется в соседний компонент, расположенный в одном и том же магнитном поле, считается, что ЭДС индуцируется взаимной индукцией , (M), а взаимная индукция является основным принципом работы трансформаторов, двигателей, реле и т. Д. Самоиндукция — это особый случай взаимной индуктивности, и поскольку она создается в одной изолированной цепи, мы обычно называем самоиндукцию просто , индуктивностью .

Базовая единица измерения индуктивности называется Генри (H) в честь Джозефа Генри, но она также имеет единицы измерения Webers на ампер (1 H = 1 Вт / А).

Закон Ленца гласит, что индуцированная ЭДС генерирует ток в направлении, которое противодействует изменению потока, которое в первую очередь вызвало ЭДС, принцип действия и противодействия. Тогда мы можем точно определить Индуктивность как: «Катушка будет иметь значение индуктивности в один Генри, когда в катушке индуцируется ЭДС в один вольт, если ток, протекающий через указанную катушку, изменяется со скоростью один ампер / секунду. ».

Другими словами, катушка имеет индуктивность (L) в один Генри (1H), когда ток, протекающий через катушку, изменяется со скоростью один ампер в секунду (А / с).Это изменение вызывает в нем напряжение в один вольт (V _L ). Таким образом, математическое представление скорости изменения тока через намотанную катушку в единицу времени дается как:

Где: di — это изменение тока в амперах, а dt — время, необходимое для изменения этого тока в секундах. Тогда напряжение, индуцированное в катушке (V _L ) с индуктивностью L Генри в результате этого изменения тока, выражается как:

Обратите внимание, что отрицательный знак указывает на то, что индуцированное напряжение противодействует изменению тока через катушку в единицу времени (di / dt).

Из приведенного выше уравнения индуктивность катушки может быть представлена ​​как:

Индуктивность катушки

Где: L — индуктивность в единицах Генри, В _L — напряжение на катушке, а di / dt — скорость изменения тока в Амперах в секунду, А / с.

Индуктивность , L на самом деле является мерой «сопротивления» индуктивности изменению тока, протекающего по цепи, и чем больше его значение по Генри, тем ниже будет скорость изменения тока.

Из предыдущего урока по индуктору мы знаем, что индукторы — это устройства, которые могут накапливать свою энергию в виде магнитного поля. Индукторы сделаны из отдельных витков провода, объединенных в катушку, и если количество витков внутри катушки увеличивается, то при том же количестве тока, протекающего через катушку, магнитный поток также увеличивается.

Таким образом, увеличивая количество витков или витков в катушке, увеличивается индуктивность катушек. Тогда соотношение между самоиндуктивностью (L) и количеством витков (N) для простой однослойной катушки может быть выражено как:

Самоиндуктивность катушки

• Где:
• L находится в Генри
• N — количество витков
• Φ — это магнитный поток
• Ι в амперах

Это выражение также можно определить как связь магнитного потока, (NΦ), деленную на ток, так как фактически одно и то же значение тока протекает через каждый виток катушки.Обратите внимание, что это уравнение применимо только к линейным магнитным материалам.

Пример индуктивности №1

Катушка индуктивности с полым сердечником состоит из 500 витков медной проволоки, которая создает магнитный поток 10 мВт при прохождении постоянного тока 10 ампер. Вычислите самоиндукцию катушки в миллигенри.

Пример индуктивности №2

Рассчитайте значение самоиндуцированной ЭДС, возникающей в той же катушке через время 10 мс.

Самоиндукция катушки или, точнее, коэффициент самоиндукции также зависит от характеристик ее конструкции. Например, размер, длина, количество витков и т. Д. Следовательно, можно иметь индукторы с очень высокими коэффициентами самоиндукции за счет использования сердечников с высокой магнитной проницаемостью и большого количества витков катушки. Тогда для катушки магнитный поток, создаваемый в ее внутреннем сердечнике, равен:

Где: Φ — магнитный поток, B — плотность потока, A — площадь.

Если внутренний сердечник длинной соленоидной катушки с числом витков N на метр длины является полым, «с воздушным сердечником», то магнитная индукция внутри его сердечника будет определяться как:

Тогда, подставив эти выражения в первое уравнение выше для индуктивности, мы получим:

Если исключить и сгруппировать одинаковые термины, то окончательное уравнение для коэффициента самоиндукции для катушки с воздушным сердечником (соленоида) будет иметь следующий вид:

• Где:
• L находится в Генри
• μ _ο — проницаемость свободного пространства (4.π.10 ^-7 )
• N — количество витков
• A — площадь внутреннего ядра (πr ² ), м ²
• ℓ — длина Катушки в метрах

Поскольку индуктивность катушки обусловлена ​​магнитным потоком вокруг нее, чем сильнее магнитный поток для данного значения тока, тем больше будет индуктивность. Таким образом, катушка из многих витков будет иметь более высокое значение индуктивности, чем одна из нескольких витков, и, следовательно, приведенное выше уравнение даст индуктивность L, пропорциональную числу витков в квадрате N ² .

EEWeb имеет бесплатный онлайн-калькулятор индуктивности катушки для расчета индуктивности катушки для различных конфигураций сечения провода и расположения.

Помимо увеличения количества витков катушки, мы также можем увеличить индуктивность за счет увеличения диаметра катушки или удлинения сердечника. В обоих случаях требуется больше проволоки для создания катушки, и, следовательно, существует больше силовых линий для создания требуемой обратной ЭДС.

Индуктивность катушки может быть увеличена еще больше, если катушка намотана на ферромагнитный сердечник, то есть на сердечник из мягкого железа, чем на неферромагнитный сердечник или сердечник с полым воздухом.

Ферритовый сердечник

Если внутренний сердечник изготовлен из какого-либо ферромагнитного материала, такого как мягкое железо, кобальт или никель, индуктивность катушки значительно увеличится, потому что при той же величине протекания тока генерируемый магнитный поток будет намного сильнее. Это связано с тем, что материал концентрирует силовые линии сильнее через более мягкий ферромагнитный материал сердечника, как мы видели в учебнике по электромагнитам.

Так, например, если материал сердечника имеет относительную проницаемость в 1000 раз больше, чем свободное пространство, 1000μ _ο , такое как мягкое железо или сталь, то индуктивность катушки будет в 1000 раз больше, поэтому мы можем сказать, что индуктивность катушка увеличивается пропорционально увеличению проницаемости сердечника.

Тогда для катушки, намотанной вокруг каркаса или сердечника, приведенное выше уравнение индуктивности необходимо будет изменить, чтобы включить относительную проницаемость μ _r нового бывшего материала.

Если катушка намотана на ферромагнитный сердечник, индуктивность будет выше, так как проницаемость сердечника будет изменяться в зависимости от плотности потока. Однако, в зависимости от типа ферромагнитного материала, магнитный поток внутреннего сердечника может быстро достичь насыщения, создавая нелинейное значение индуктивности.Поскольку плотность потока вокруг катушки с проволокой зависит от тока, протекающего через нее, индуктивность L также становится функцией этого протекания тока, т.е.

В следующем уроке по индукторам мы увидим, что магнитное поле, создаваемое катушкой, может вызвать протекание тока во второй катушке, расположенной рядом с ней. Этот эффект называется взаимной индуктивностью и является основным принципом работы трансформаторов, двигателей и генераторов.

Использование измерителя погружения для измерения индуктивности »Электроника

Измеритель угла наклона осциллятора падения сетки может использоваться для измерения многих параметров, включая индуктивность катушки индуктивности.

Dip Meter Tutorial:
Dip meter / основы GDO
Как пользоваться измерителем угла падения / GDO
Использование GDO для измерения индуктивности
Использование GDO для измерения емкости
Резонансная частота измерительной антенны
Электрическая длина измерительного фидера

Измеритель падения сетки или осциллятор падения сетки, GDO — очень универсальный измерительный прибор. Его можно использовать для измерения многих параметров. Некоторые измерения выполняются напрямую и достаточно очевидны, другие менее очевидны, но, тем не менее, измеритель угла наклона может выполнять некоторые полезные измерения различных параметров.

Одно из таких измерений, которое может выполнить прибор для измерения угла падения, — это измерение индуктивности неизвестной катушки индуктивности.

Как измерить индуктивность с помощью измерителя угла наклона

Метод, используемый для измерения индуктивности неизвестного индуктора с помощью измерителя угла наклона сетки, относительно прост. Используемый метод включает использование известного конденсатора параллельно с неизвестной катушкой индуктивности для создания параллельного резонансного контура.

При подключенном известном конденсаторе измеритель провала сетки или генератор провала сетки можно использовать обычным способом для определения резонансной частоты резонансного контура.

После того, как резонансная частота найдена, можно относительно просто вычислить значение индуктивности. Его можно найти по формуле:

Где
π = 3,142
f = частота резонанса (т. Е. Точка максимального провала)
C = значение конденсатора в фарадах
L = значение индуктора в Генри

Меры предосторожности

Для достижения наилучших результатов необходимо соблюдать ряд мер предосторожности:

• Использование разных конденсаторов дает разные результаты: Если индуктивность измеряется этим методом с помощью измерителя угла наклона с использованием разных значений конденсатора, то будут выведены несколько другие значения индуктивности.Причина этого — распределенная емкость катушки индуктивности. Если индуктор имеет металлический сердечник, это также приведет к изменению индуктивности в зависимости от частоты. В результате лучше всего проверять любые индукторы, близкие к частоте предполагаемого использования.

Хотя это не самый точный метод определения значения индуктивности, он работает очень хорошо, если другие методы недоступны. Это, безусловно, дает результаты, которые настолько точны, насколько необходимы для большинства приложений.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных
Цифровой мультиметр
Частотомер
Осциллограф
Генераторы сигналов
Анализатор спектра
Измеритель LCR
Дип-метр, ГДО
Логический анализатор
Измеритель мощности RF
Генератор радиочастотных сигналов
Логический зонд
Тестирование и тестеры PAT
Рефлектометр во временной области
Векторный анализатор цепей
PXI
GPIB
Граничное сканирование / JTAG
Получение данных

Вернуться в меню тестирования.