Metode untuk mengukur induktansi dengan presisi tinggi (1%) menggunakan peralatan standar?

Saya memodelkan perilaku yang baik dari interaksi sirkuit berosilasi. Saya telah mencari beberapa metode untuk mengukur induktansi. Saya percaya saya mengikuti prosedur dengan setia, tetapi nilai yang saya peroleh tidak setepat yang saya harapkan. Ini, pada prinsipnya, adalah pertanyaan mendasar, tetapi idealnya saya ingin presisi 1% atau kurang dan saya tidak percaya saya mencapainya dengan metode yang dapat saya temukan. Saya memiliki osiloskop Tektronix 1001B dan generator sinyal yang cukup standar.

Pertama: Apakah presisi 1% dengan peralatan ini tidak realistis?

Jika tidak, saya telah mengikuti prosedur untuk mengukur induktansi dengan sinewave di sini: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (Saya juga mencoba metode di mana Anda menyetel frekuensi hingga tegangan induktor adalah setengah dari total tegangan) .

Saya mengukur dua induktor secara seri; sebagai cek kewarasan saya juga melakukan kedua induktor secara terpisah. L1 adalah jenis induktor yang terlihat seperti resistor (lihat hal hijau pada foto di bawah); Lcoil adalah induktor melingkar (lihat di bawah). Nilai nominalnya adalah L1 = 220 uH dan Lcoil = 100 uH, jadi saya mengharapkan total sekitar Ltot = 320 uH. Semua pengukuran dengan f = 95kHz karena itu adalah frekuensi operasi.

• R_s = 100 Ohm memberikan Ltot = 290, L1 = 174, dan Lcoil = 122 (L1 + Lcoil = 296)
• R_s = 56 Ohm memberikan Ltot = 259, L1 = 174, dan Lcoil = 98 (L1 + Lcoil = 272)

Apakah ini angka terbaik yang bisa saya harapkan? Nilai koil berubah lebih dari 20%, dan nilai total bervariasi ~ 10%. Saya tidak memiliki latar belakang elektronik, jadi jika ada beberapa prinsip dasar intuitif yang saya abaikan, beri tahu saya!

Sunting: Saya menambahkan screencap dari salah satu perhitungan, yang menyediakan nilai induktansi dan resistansi induktor.

Metode yang Anda gunakan sangat sensitif terhadap kesalahan, ESR dapat menjadi masalah tetapi juga menentukan rasio tegangan yang tepat tidak mudah.

Saya akan menggunakan resonansi LC-paralel:

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

Dapatkan kapasitor akurat 1% (atau lebih baik). Jika Anda tidak memiliki kapasitor seperti itu maka lupakan saja semuanya, Anda tidak akan mendapatkan akurasi 1%.

Gunakan sirkuit seperti ini:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Jika Anda memiliki nilai kasar untuk Lx maka gunakan rumus di atas untuk menentukan frekuensi resonansi dalam kombinasi dengan kapasitor akurat C_1%.

Anda harus membidik frekuensi yang dapat dengan mudah dihasilkan oleh generator sinyal, misalnya 1 MHz. Atur voltase keluaran generator beberapa volt, nilai pastinya tidak masalah karena kami ingin menentukan frekuensi resonansi .

Variasikan frekuensi generator dan osiloskop dengan memperhatikan amplitudo sinyal . Frekuensi di mana amplitudo adalah yang terbesar , yaitu frekuensi resonansi. Lalu gunakan frekuensi itu dan nilai C_1% untuk menentukan nilai Lx? menggunakan rumus di atas.

Jika generator sinyal tidak terlalu akurat (jika itu generator sinyal analog) maka ukur frekuensinya menggunakan osiloskop Anda. Anda membutuhkan nilai akurasi yang lebih baik dari 0,01% untuk frekuensi jika tidak, Anda tidak bisa mendapatkan akurasi keseluruhan 1%. Osiloskop Anda adalah digital sehingga dapat mengukur frekuensi dengan lebih akurat.

Sunnyskyguy menguraikan metode yang sangat baik. Akurasi tergantung pada kesalahan kapasitor beresonansi. Istilah kesalahan lainnya adalah frekuensi: timebase kristal-dikendalikan Tek 1001B harus membuat pengukuran frekuensi akurat.

Penting untuk menguraikan konfigurasi pengujian alternatif: seri LC. Anda dapat melakukan ini dengan generator fungsi + osiloskop. Generator fungsi menghasilkan gelombang sinus amplitudo yang layak:

$L={{1} \over {(2\pi f)^2 C_{test}}}$

$R_{internal}$
$R_{inductor} = {50{V_{dip}} \over {V_{open-cct}- V_{dip}}}$

Anda dapat menggunakan resonansi seri atau paralel tergantung pada impedansi apa yang Anda pilih pada resonansi dan Q apa yang Anda harapkan dari kedua mode. Di sini 100 kHz ~ 100 ohm dan Q 30 dB menyiratkan 0,1 ohm untuk DCR .

Ini dapat dibatasi oleh produk GBW driver Anda . 300 ohm (1 + f) / GBW = R _out kecuali saat ini terbatas.

Di sini saya memilih film 10 nF karena ESR yang sangat rendah . Tapi saya perlu buffer dengan impedansi keluaran lebih rendah dari DCR dari kumparan, jika saya ingin mengukur itu. Amplifikasi adalah rasio Q atau impedansi dari sinyal.

Di sini baik L dan DCR ditemukan oleh seri rating C dan kapasitansi berliku sendiri dari takik SRF pada 1 MHz. Jarak tempuh Anda akan bervariasi.

Biasanya Anda ingin mengujinya di wilayah frekuensi itu akan digunakan. Kemudian putuskan apakah Anda ingin menambahkan arus bias DC dan pasangan AC sinyal untuk mengisolasi dari catu daya DC Anda.

Biasanya RLC meter menggunakan gelombang sinus arus konstan pada 1 kHz hingga 1 MHz. Kemudian ukur tegangan dan fase untuk menghitung RLC.