Mengapa multimeter digital tipikal tidak mengukur induktansi?
37
Bahkan dengan sirkuit digital yang dominan, saya menggunakan induktor jauh lebih sering daripada sebelumnya, umumnya karena semua buck atau boost konverter (papan baru-baru ini saya terlibat dalam memiliki 12 rel tegangan yang berbeda - enam di antaranya dibutuhkan hanya oleh TFT LCD).
Saya belum pernah melihat multimeter digital standar (DMM) dengan rentang induktansi. Jadi saya akhirnya membeli meteran terpisah yang melakukan pengukuran LC.
Namun banyak DMM memiliki skala kapasitansi. Karena kapasitor dan induktor dapat dianggap sebagai gambar cermin satu sama lain dengan tegangan dan arus terbalik, mengapa DMM tidak menyertakan skala induktansi juga? Apa yang begitu sulit untuk mengukur induktansi sehingga tidak digunakan pada DMM dan diturunkan ke meter khusus?
Karena induktansi meter biasanya meter LC (bahkan LCR), apakah mereka mengukur kapasitansi dengan cara yang berbeda dari DMM? Apakah mereka lebih akurat daripada skala kapasitansi DMM?
Satu-satunya alasan DMM tidak dapat mengukur induktansi adalah bahwa lebih sulit untuk mengukur induktansi daripada resistansi atau kapasitansi: tugas ini membutuhkan sirkuit khusus, yang tidak murah. Karena ada beberapa kesempatan relatif ketika pengukuran induktansi diperlukan, DMM standar tidak memiliki fungsi ini, yang memungkinkan untuk biaya yang lebih rendah.
DMM sederhana dapat mengukur kapasitansi hanya dengan mengisi kapasitor dengan arus konstan dan mengukur laju penumpukan tegangan. Teknik sederhana ini memberikan akurasi yang sangat baik dan jangkauan dinamis yang luas, oleh karena itu dapat diterapkan di hampir semua DMM, tanpa penalti biaya yang signifikan. Ada teknik lain juga.
Secara teoritis, seseorang dapat mengukur induktansi dengan menerapkan tegangan konstan melintasi induktor dan mengukur peningkatan arus; Namun, dalam praktiknya teknik ini jauh lebih rumit untuk diterapkan, dan akurasinya tidak sebagus kapasitor karena alasan berikut:
Induktor mungkin memiliki resistensi parasit dan kapasitansi yang relatif tinggi
Kerugian inti (dalam induktor inti)
EMI (termasuk induktansi dan kapasitansi)
Efek tergantung frekuensi pada induktor
Lebih
Ada beberapa teknik untuk mengukur induktansi (beberapa di antaranya dijelaskan di sini ).
LCR adalah meter khusus yang dirancang untuk pengukuran induktansi dan mengandung sirkuit yang diperlukan. Ini adalah alat yang mahal.
Karena perangkat keras untuk mengukur induktansi juga dapat digunakan untuk pengukuran R dan C yang akurat, LCR juga menggunakan sirkuit ini untuk meningkatkan akurasi pengukuran kapasitansi dan resistansi (misalnya: resistansi AC, kapasitansi AC, ESR dll.). Saya percaya bahwa perbedaan antara mengukur induktansi dan kapasitansi dengan LCR hanya masalah algoritma firmware yang berbeda, meskipun itu hanya dugaan saja.
Oleh karena itu, jawaban umum untuk pertanyaan Anda adalah "ya, LCR biasanya lebih akurat dalam pengukuran RC daripada DMM, dan mereka dapat mengukur rentang jumlah terukur yang lebih luas". Namun, ini hanya aturan praktis - ada banyak DMM hebat dan LCR buruk di luar sana ... Baca spesifikasi.
LCR meter umumnya hanya mengukur 'impedansi kompleks' perangkat dengan mengukur rasio amplitudo dan pergeseran fasa antara tegangan dan arus pada frekuensi uji tertentu. Ini kemudian dapat bekerja mundur untuk mencari tahu kombinasi apa dari R dan C atau R dan L yang Anda butuhkan untuk mendapatkan impedansi itu. Satu LCR meter yang saya gunakan menerangi sirkuit representatif kecil pada layar dengan beberapa kombinasi resistor, kapasitor, dan induktor dan kemudian menunjukkan apa efek dominan dan apa itu parasitics (misalnya C atau L dengan seri parasit atau paralel R).
alex.forencich
1
@ alex.forencich Anda cukup benar, meskipun mengukur amplitudo dan pergeseran fasa hanyalah salah satu metode. Selanjutnya, seperti yang Anda katakan, nilai yang dilaporkan tergantung pada "model rangkaian ekivalen" yang digunakan oleh firmware LCR - ini persis seperti yang saya maksud dengan "algoritma FW". Terima kasih atas klarifikasi.
Vasiliy
4
Resistor sangat murni dibandingkan dengan induktor karena resistor biasa memiliki jumlah kebocoran induktansi dan kapasitansi yang sangat kecil. Perlawanan di 99,9% dari waktu, mendominasi pembacaan.
Kapasitor juga cukup murni ketika sampai ke permukaan mount perangkat biasanya. Induktansi diri cukup rendah dan juga tahan bocor dan ESR. Sekali lagi, reaktansi kapasitif melintasi sejumlah besar nilai mendominasi pengukuran dan memberikan hasil yang layak dengan metode pengujian sederhana.
Induktor adalah cerita yang berbeda. Sulit untuk memisahkan ESR dari nilai reaktif pada frekuensi rendah kecuali jika pengukuran resistansi dc juga dilakukan. ESR juga semakin besar dengan frekuensi karena efek kulit dan kedekatan juga. Ditambah dengan ini adalah masalah bahwa komponen luka memiliki kapasitansi kebocoran yang relatif tinggi dan kapasitansi ini dapat membuang pembacaan saat Anda mendekati dan naik melewati dan di atas frekuensi-resonansi membuat induktor sulit untuk menentukan nilai dengan tes yang relatif sederhana .
Mungkin lebih signifikan, perilaku kapasitor umumnya didominasi oleh kapasitansi pada frekuensi yang lebih rendah, bahkan mendekati DC; beberapa induktor induktansi mungkin mendominasi efek parasit pada beberapa frekuensi, tetapi itu bukan frekuensi yang sama untuk setiap induktor.
supercat
0
Benar bahwa induktor dapat menjadi komponen yang lebih rumit daripada resistor atau kapasitor. Tetapi alasan DMM umum tidak memiliki pengukuran L mungkin lebih karena kekuatan pasar. Saya sebenarnya pernah memiliki DMM murah dengan pengukuran L, tetapi koleksi DMM saya saat ini tidak dapat mengukur L.
Anda dapat mengukur semua aspek komponen magnetik seperti induktor sederhana atau transformator multi-belitan dengan perangkat rumit seperti pada tautan Vasili, atau membeli LCR sederhana hanya untuk pengukuran induktansi seperti benda seharga 60 euro ini. Menurut manual pengguna online, itu berlaku sinus 250 Hz untuk induktor yang sedang diselidiki, secara seri dengan resistor. Resistor seri dapat dipilih dengan tombol skala. Untuk penjelasan lebih rinci, lihat misalnya di sini.
Adapun pertanyaan kedua OP, saya tidak percaya bahwa induktansi meter adalah "LC" meter. Itu akan menyarankan bahwa ukuran ini menggunakan sirkuit resonansi. Metode paling sederhana untuk mengukur L atau C adalah dengan resistor seri dan osilator frekuensi rendah. DMM yang murah dan LCR yang murah akan menggunakan metode ini. Akurasi dengan DMM atau LCR karenanya akan serupa. Namun, karena induktor memiliki lebih banyak efek parasit daripada kapasitor, seperti resistansi, fluks kebocoran, saturasi, non-linearitas, histeresis, arus eddy, frekuensi tergantung mu, pengukuran sederhana induktivasi mungkin tidak cukup untuk Anda.
Resistor sangat murni dibandingkan dengan induktor karena resistor biasa memiliki jumlah kebocoran induktansi dan kapasitansi yang sangat kecil. Perlawanan di 99,9% dari waktu, mendominasi pembacaan.
Kapasitor juga cukup murni ketika sampai ke permukaan mount perangkat biasanya. Induktansi diri cukup rendah dan juga tahan bocor dan ESR. Sekali lagi, reaktansi kapasitif melintasi sejumlah besar nilai mendominasi pengukuran dan memberikan hasil yang layak dengan metode pengujian sederhana.
Induktor adalah cerita yang berbeda. Sulit untuk memisahkan ESR dari nilai reaktif pada frekuensi rendah kecuali jika pengukuran resistansi dc juga dilakukan. ESR juga semakin besar dengan frekuensi karena efek kulit dan kedekatan juga. Ditambah dengan ini adalah masalah bahwa komponen luka memiliki kapasitansi kebocoran yang relatif tinggi dan kapasitansi ini dapat membuang pembacaan saat Anda mendekati dan naik melewati dan di atas frekuensi-resonansi membuat induktor sulit untuk menentukan nilai dengan tes yang relatif sederhana .
sumber
Benar bahwa induktor dapat menjadi komponen yang lebih rumit daripada resistor atau kapasitor. Tetapi alasan DMM umum tidak memiliki pengukuran L mungkin lebih karena kekuatan pasar. Saya sebenarnya pernah memiliki DMM murah dengan pengukuran L, tetapi koleksi DMM saya saat ini tidak dapat mengukur L.
Anda dapat mengukur semua aspek komponen magnetik seperti induktor sederhana atau transformator multi-belitan dengan perangkat rumit seperti pada tautan Vasili, atau membeli LCR sederhana hanya untuk pengukuran induktansi seperti benda seharga 60 euro ini. Menurut manual pengguna online, itu berlaku sinus 250 Hz untuk induktor yang sedang diselidiki, secara seri dengan resistor. Resistor seri dapat dipilih dengan tombol skala. Untuk penjelasan lebih rinci, lihat misalnya di sini.
Adapun pertanyaan kedua OP, saya tidak percaya bahwa induktansi meter adalah "LC" meter. Itu akan menyarankan bahwa ukuran ini menggunakan sirkuit resonansi. Metode paling sederhana untuk mengukur L atau C adalah dengan resistor seri dan osilator frekuensi rendah. DMM yang murah dan LCR yang murah akan menggunakan metode ini. Akurasi dengan DMM atau LCR karenanya akan serupa. Namun, karena induktor memiliki lebih banyak efek parasit daripada kapasitor, seperti resistansi, fluks kebocoran, saturasi, non-linearitas, histeresis, arus eddy, frekuensi tergantung mu, pengukuran sederhana induktivasi mungkin tidak cukup untuk Anda.
sumber