Egy tekercs induktivitásának pontos mérésére szolgáló műszer. Egy egyszerű induktivitásmérő - egy digitális multiméter előtagja

Bármilyen elektromos készülékkel vagy vezető alkatrészrel végzett munka során mérőberendezések jelenléte szükséges, legyen az ampermérő, voltmérő vagy ohmmérő. De annak érdekében, hogy ne vásárolja meg ezeket az eszközöket, jobb, ha multimétert vásárol.

A multiméter egy univerzális mérőeszköz, amely lehetővé teszi az elektromosság bármely jellemzőjének mérését. A multiméterek analógok vagy digitálisak.

Analóg multiméter

Ez a típusú multiméter egy nyíl segítségével jeleníti meg a mérési eredményeket, amely alá különböző értékskálákkal rendelkező eredményjelző tábla van elhelyezve. Minden skála egy adott mérés leolvasását jeleníti meg, amelyeket közvetlenül az eredményjelző táblán jeleznek. De a kezdők számára egy ilyen multiméter nem lesz a legtöbb a legjobb választás, mivel meglehetősen nehéz megérteni az eredményjelző táblán szereplő összes szimbólumot. Ez a mérési eredmények helytelen megértéséhez vezethet.

Digitális multiméter

Ellentétben az analóg multiméterekkel, ez a multiméter megkönnyíti a kívánt mennyiségek meghatározását, míg mérési pontossága sokkal nagyobb a mutatóeszközökhöz képest. Van között váltó is különböző jellemzők Az elektromosság kiküszöböli az egyik vagy másik érték összetévesztésének lehetőségét, mivel a felhasználónak nem kell megértenie az olvasási skála fokozatait. A mérési eredmények a kijelzőn jelennek meg (korábbi modellekben - LED, a moderneknél - LCD). Ennek köszönhetően a digitális multiméter kényelmes a profik számára, a kezdők számára pedig egyszerű és egyértelmű a használata.

Multiméter induktivitás mérő

Bár ritka az induktivitás meghatározása az elektronikával végzett munka során, néha mégis szükséges, és nehéz megtalálni az induktivitás mérésére alkalmas multimétereket. Ebben a helyzetben egy speciális rögzítés a multiméterhez segít, amely lehetővé teszi az induktivitás mérését.

Az ilyen set-top boxhoz gyakran digitális multimétert használnak, amely 200 mV-os mérési pontossági küszöbértékű feszültség mérésére van beállítva, és amely kész formában megvásárolható bármely elektromos és rádiós berendezés boltjában. Ez lehetővé teszi, hogy egyszerű előtagot készítsen egy digitális multiméterhez.

Set-top panel összeállítás.

A rádiótechnika és a mikroáramkörök forrasztása terén alapvető ismeretekkel és készségekkel rendelkező multiméterhez otthoni gond nélkül összeállíthat egy tesztelőt az induktivitás mérésére.

A kártyaáramkörben a KT361B, KT361G és KT3701 tranzisztorok bármilyen betűjellel használhatók, de a pontosabb mérések érdekében jobb a KT362B és KT363 jelzésű tranzisztorok használata. Ezek a tranzisztorok a kártyára a VT1 és VT2 pozíciókban vannak felszerelve. A VT3 pozícióban szilícium tranzisztort kell telepíteni p-n-p szerkezet például KT209V bármilyen betűjelzéssel. A VT4 és VT5 pozíciók puffererősítőkhöz valók. A legtöbb nagyfrekvenciás tranzisztor megteszi, a h21E paraméterekkel az egyik legalább 150, a másik pedig több mint 50.

A VD és VD2 pozíciókhoz bármilyen nagyfrekvenciás szilícium dióda megfelelő.

Az ellenállás választható MLT 0,125 vagy hasonló. A C1 kondenzátort 25330 pF névleges kapacitással veszik, mivel ez felelős a mérések pontosságáért, és értékét legfeljebb 1% eltéréssel kell kiválasztani. Egy ilyen kondenzátor különböző kapacitású hőstabil kondenzátorok kombinálásával készíthető (például 2 db 10000 pF, 1 db 5100 pF és 1 db 220 pF). Más pozíciókhoz bármilyen kis méretű elektrolit és kerámia kondenzátor alkalmas 1,5-2-szeres megengedett szórással.

Az érintkező vezetékek a kártyához (X1 pozíció) forraszthatók vagy rugós kapcsok segítségével csatlakoztathatók az "akusztikus" vezetékekhez. Az X3 csatlakozó a set-top box csatlakoztatására szolgál.

Jobb, ha egy rövidebb vezetéket viszünk a „banánokhoz” és a „krokodilokhoz”, hogy csökkentsük saját induktivitásának hatását a mérési eredményekre. Azon a helyen, ahol a vezetékeket a táblához forrasztják, a csatlakozást egy csepp forró ragasztóval kell rögzíteni.

Ha módosítani kell a mérési tartományt, egy kapcsoló csatlakozója adható a kártyához (például három tartományhoz).

Ház a multiméterhez

A tok elkészíthető megfelelő méretű, kész dobozból, vagy elkészítheti saját maga is. Bármilyen anyagot választhat, például műanyagot vagy vékony üvegszálat. A doboz a tábla méretére készül, rögzítéséhez lyukakat készítenek benne. A vezetékezéshez lyukakat is készítenek. Minden kis csavarokkal van rögzítve.

A set-top box tápellátása 12 V-os tápegységről történik.

Induktivitásmérő beállítása

Az induktivitásmérő tartozék kalibrálásához több ismert induktivitású indukciós tekercsre lesz szüksége (például 100 μH és 15 μH). A tekercsek sorra csatlakoznak a rögzítéshez, és az induktivitástól függően 100,0-s értéket 100 μH-s tekercsnél, 15-ös 15 μH-s tekercsnél 5%-os pontossággal a trimmer-ellenállás motorja állítja be a multiméter képernyőjén. Ugyanezzel a módszerrel a készüléket más tartományokban hangolják. Fontos tényező, hogy a rögzítés pontos kalibrálásához szükség van a tesztinduktorok pontos értékeire.

Alternatív módszer az induktivitás meghatározására a LIMP program. De ez a módszer némi előkészítést és a program megértését igényli.
De mind az első, mind a második esetben az ilyen induktivitásmérés pontossága nem lesz túl magas. Ez az induktivitásmérő nem alkalmas nagy pontosságú berendezésekkel való munkavégzésre, de otthoni használatra vagy rádióamatőrök számára nagyszerű segítség lesz.

Induktivitás mérések elvégzése

Összeszerelés után ellenőrizni kell a multiméter előtagját. Az eszköz ellenőrzésének többféle módja van:

1. A mérőcsatlakozás induktivitásának meghatározása. Ehhez le kell zárni két induktív tekercshez való csatlakoztatásra szánt vezetéket. Például az egyes vezetékek és jumperek 3 cm-es hosszával az indukciós tekercs egy fordulata jön létre. Ennek a tekercsnek az induktivitása 0,1-0,2 μH. 5 μH feletti induktivitás meghatározásakor ezt a hibát nem veszik figyelembe a számításoknál. A 0,5 - 5 µH tartományban a mérésnél figyelembe kell venni a készülék induktivitását. A 0,5 µH-nál kisebb értékek tájékoztató jellegűek.
2. Ismeretlen értékű induktivitás mérése. A tekercs frekvenciájának ismeretében az induktivitás kiszámítására szolgáló egyszerűsített képlet segítségével meghatározhatja ezt az értéket.
3. Abban az esetben, ha a szilícium válaszküszöbe p-n csomópontok a mért amplitúdója felett elektromos áramkör(70-80 mV), közvetlenül az áramkörben mérheti a tekercsek induktivitását (feszültségmentesítés után). Mivel a set-top box önkapacitása nagy jelentőséggel bír (25330 pF), az ilyen mérések hibája legfeljebb 5%, feltéve, hogy a mért áramkör kapacitása nem haladja meg az 1200 pF-ot.

Ha a set-top boxot közvetlenül a táblán elhelyezett tekercsekhez csatlakoztatja, 30 cm hosszú vezetékeket használnak rögzítőbilincsekkel vagy szondákkal. A huzalokat úgy csavarják, hogy hossz centiméterenként egy fordulatot számítanak fel. Ebben az esetben a csatolás induktivitása 0,5 - 0,6 μH tartományban alakul ki, amit az induktivitás mérésénél is figyelembe kell venni.

Ma már sok olyan készülék van a piacon, ami kapacitást és induktivitást mér, csak ezek többszöröse többe kerülnek, mint egy kínai multiméter. Akinek naponta kell kapacitást vagy induktivitást mérnie, az biztosan vesz magának egyet, de mi van akkor, ha ilyen igény rendkívül ritkán adódik? Ebben az esetben az alábbiakban leírt módszert alkalmazhatja.
Ismeretes, hogy ha egy téglalap alakú impulzust alkalmazunk az integráló RC áramkörre, akkor az impulzus alakja megváltozik és olyan lesz, mint a képen.

Azt az időt, amely alatt a kondenzátor feszültsége eléri az alkalmazott feszültség 63%-át, tau-nak nevezzük. A tau kiszámításának képlete az ábrán látható.

Ebben az esetben az integráló lánc állítólag kisimította a frontokat téglalap alakú impulzus.
Az is ismert, hogy ha téglalap alakú impulzust adunk egy párhuzamos LC áramkörre, akkor az áramkörben csillapított rezgések lépnek fel, amelyek frekvenciája megegyezik az áramkör rezonanciafrekvenciájával. Az áramkör rezonanciafrekvenciáját a Thomson-képlet segítségével határozzuk meg, amelyből az induktivitás kifejezhető.

Az áramkör egy kis kondenzátoron keresztül csatlakozik, minél kisebb, annál jobb, ami korlátozza az áramkörbe áramló áramot. Nézzük meg, hogyan korlátozza az áramot egy kis kondenzátor.
Ahhoz, hogy a kondenzátor a névleges feszültségre töltődjön, bizonyos töltést kell átvinni rá. Minél kisebb a kondenzátor kapacitása, annál kevesebb töltésre van szüksége ahhoz, hogy a lemezeken lévő feszültség elérje az impulzusfeszültséget. Amikor impulzust alkalmazunk, egy kis kapacitású kondenzátor nagyon gyorsan feltöltődik, és a kondenzátorlapokon a feszültség egyenlő lesz az impulzus feszültségével. Mivel a kondenzátor feszültsége és az impulzus egyenlő, nincs potenciálkülönbség, így nem folyik áram. Ezenkívül az áram az impulzus kezdetétől számított bizonyos idő elteltével leállhat a kondenzátoron keresztül, és az impulzusidő fennmaradó része nem kerül az áramkörbe.
A kísérlet elvégzéséhez téglalap alakú impulzusgenerátorra van szükségünk, amelynek frekvenciája 5-6 KHz.
Összeszerelheted az alábbi ábrán látható diagram szerint, vagy használhatod a jelgenerátort, én mindkét módon csináltam.

Most, emlékezve arra, hogyan viselkedik az integráló RC áramkör és a párhuzamos LC áramkör téglalap alakú impulzus alkalmazásakor, összeállítjuk egyszerű áramkör képen látható.

Először megmérjük a kondenzátor kapacitását, csatlakozásának helyét a diagramon C?-vel jelöljük. Nem volt kéznél 1K-os ellenállás, ezért 100 ohmosat használtam, és 10pF-os kondenzátor helyett 22pF-os kondenzátort. Elvileg bármilyen ellenállásértéket választhat, de 50 Ohmnál nem alacsonyabb, különben a generátor feszültsége nagyon leesik.
Ebben a kísérletben olyan jelgenerátort fogok használni, amelynek kimeneti impedanciája 50 Ohm. Kapcsolja be a generátort, és állítsa az amplitúdót 4 V-ra, ha a generátort a séma szerint szereli össze, akkor az amplitúdót a tápfeszültség változtatásával állíthatja be.

Csatlakoztassa az oszcilloszkóp szondákat párhuzamosan a kondenzátorral. A következő képnek kell megjelennie az oszcilloszkópon.

Növeljük egy kicsit.

Mérjük meg azt az időt, ameddig a kondenzátor feszültsége eléri az impulzusfeszültség 63%-át vagy 2,52V-ot.

Ez egyenlő 14,8 uS. Mivel a generátor ellenállása sorba van kötve az áramkörünkkel, figyelembe kell venni, ennek eredményeként az aktív ellenállás 150 Ohm. Ossza el a tau értékét (14,8 uS) az ellenállással (150 Om), és keresse meg a kapacitást, amely 98,7 nF. A kapacitás szerint a kapacitás 100nF.

Most mérjük meg az induktivitást. Az ábrán az induktor csatlakozási helyét L? jelöli. Csatlakoztatjuk a tekercset, bekapcsoljuk a generátort és az oszcilloszkóp szondát az áramkörrel párhuzamosan csatlakoztatjuk. Az oszcilloszkópon egy ilyen képet fogunk látni.

Növeljük a seprést.

Látjuk, hogy az oszcillációs periódus 260 kHz.
A szonda kapacitása 100pF és ebben az esetben ezt figyelembe kell venni, mert ez a hurok kapacitásának 10%-a. Az áramkör teljes kapacitása 1,1 nF. Most helyettesítsük az űrlapon, hogy megtaláljuk az induktivitást, a kondenzátor kapacitását (1.1nF) és az oszcillációs frekvenciát (260KHz). Az ilyen számításokhoz a Coil32 programot használom.

340,6 uH lett, a jelölésből ítélve az induktivitás 347 uH, és ez kiváló eredmény. Ez a módszer lehetővé teszi az induktivitás mérését akár 10%-os hibával.
Most már tudjuk, hogyan kell megmérni a kondenzátor kapacitását és a tekercs induktivitását oszcilloszkóp segítségével.

Szinte mindenkinek, aki szereti az elektronikát, legyen az kezdő vagy tapasztalt rádióamatőr, egyszerűen kötelező mérőműszert tartani a fegyvertárában. A leggyakrabban mért természetesen a feszültség, az áramerősség és az ellenállás. Kicsit ritkábban, a munka sajátosságaitól, a tranzisztorok paramétereitől, frekvenciától, hőmérséklettől, kapacitástól, induktivitástól függően.

Sok olcsó univerzális digitális létezik mérőműszerek, az úgynevezett multiméterek. Segítségükkel a fenti mennyiségek szinte mindegyikét meg tudja mérni. Kivéve talán az induktivitást, ami nagyon ritka a kombinált műszerekben. Alapvetően az induktivitásmérő egy különálló eszköz, egy kapacitásmérővel (LC - meter) együtt is megtalálható.

Általában nem szükséges gyakran mérni az induktivitást. Ami magamat illeti, még azt is mondanám, hogy nagyon ritkán. Forrasztottam pl egy tekercset valami tábláról, de nincs jelölve. Érdekes megtudni, hogy milyen induktivitása van, hogy később valahol alkalmazni lehessen.

Vagy maga tekerte fel a tekercset, de nincs mit ellenőrizni. Az ilyen epizodikus mérésekhez irracionálisnak tartottam egy külön készülék beszerzését. Ezért elkezdtem valami nagyon egyszerű induktivitásmérő áramkört keresni. speciális követelmények Nem mutattam be a pontosságot - az amatőr házi készítésű termékeknél ez nem olyan fontos.

Mérési és jelzési eszközként a cikkben leírt áramkörben egy digitális voltmérő, amelynek érzékenysége a 200 mV, amely kész modulként kerül értékesítésre. Úgy döntöttem, hogy egy hagyományos digitális multimétert használok erre a célra. UNI-T M838 a mérés határán 200 mVállandó feszültség. Ennek megfelelően az áramkör leegyszerűsödik, és végül a multiméter előtagjaként jelenik meg.

Kizárt töredék. Lapunk olvasói adományokból jön létre. A cikk teljes verziója csak elérhető

Nem ismétlem meg az áramkör leírását, mindent elolvashat az eredeti cikkben (archívum lent). Csak a kalibrálásról szólnék egy kicsit.

Az induktivitásmérő kalibrálása

A cikk a következő kalibrációs módszert ajánlja (az első tartomány példájára).
Csatlakoztatunk egy 100 μH induktivitású tekercset, állítsuk be a 100.0 számot a kijelzőn a P1 trimmer ellenállással. Ezután csatlakoztatunk egy 15 μH induktivitású tekercset, és ugyanazzal a trimmerrel elérjük a 15-ös szám jelzését 5%-os pontossággal.

Hasonlóképpen - más tartományokban. Természetesen pontos induktivitások szükségesek a kalibráláshoz, vagy egy példaértékű eszköz, aminek meg kell mérnie a meglévő induktivitásokat. Sajnos ezzel problémáim voltak, így nem lehetett normálisan kalibrálni. Raktáron van egy tucat-két tekercs, amiből forrasztanak különböző táblák, legtöbbjük jelölés nélkül.

Munkában megmértem őket egy készülékkel (egyáltalán nem példamutatóan), és papírszalagra felírtam, amit a tekercsekre ragasztottam. De még mindig ott van a probléma, hogy minden készülékben van valamilyen hiba is.

Van egy másik lehetőség: használhatja a . Az alkatrészek közül csak egy ellenállásra, két csatlakozóra és két bilincsre van szüksége. Meg kell tanulnia a program használatát is, ahogy a szerző írja, a mérések "megkövetelik az agy és a kéz bizonyos munkáját". Bár a mérések pontossága itt is "amatőrrádiós", eléggé összehasonlítható eredményeket kaptam.

Testület és Közgyűlés

A táblát Sprint Layoutban fejlesztettem, vedd át a fájlok részben. A méretek kicsik. Trimmer ellenállások használt használt, háztartási. A háromállású tartománykapcsoló valami régi importrádióból származik. Természetesen más típusokat is alkalmazhat, csak javítsa ki a fájlt nyomtatott áramkör az Ön adataiért.

A "banánokhoz" és a "krokodilokhoz" rövidebb vezetékeket veszünk, hogy csökkentsük az induktivitásának hozzájárulását a mérések során. A vezetékek végeit közvetlenül a táblára forrasztjuk (csatlakozók nélkül), és ezen a helyen egy csepp forró ragasztóval rögzítjük.

Keret

Keret bármilyen alkalmas anyagból elkészíthető. A tokhoz egy darab 40x40-es műanyag szerelődobozt használtam fel hulladékból. A doboz hosszát és magasságát a tábla méreteihez igazítottam, a méretek 67 × 40x20 lettek.

A hajtásokat a megfelelő helyeken végezzük így. Hajszárítóval felmelegítjük a hajtás helyét olyan hőmérsékletre, hogy a műanyag megpuhuljon, de még ne olvadjon meg. Ezután gyorsan felkenjük egy korábban elkészített téglalap alakú felületre, derékszögben meghajlítjuk, és addig tartjuk, amíg a műanyag kihűl. A gyors hűtés érdekében jobb, ha fémfelületre alkalmazza.

Az égési sérülések elkerülése érdekében használjon ujjatlan kesztyűt. Először is azt javaslom, hogy gyakoroljon a doboz egy kis külön darabján.

Ezután lyukakat készítünk a megfelelő helyeken. A műanyag nagyon könnyen feldolgozható, így a tok elkészítése kevés időt vesz igénybe. A fedelet kis csavarokkal rögzítettem.
A nyomtatóra matricát nyomtattam, tetejére ragasztószalaggal lamináltam és kétoldalas „öntapadóval” ragasztottam a fedélre.

Mérési példák

A mérések egyszerűen és gyorsan történnek. Ehhez csatlakoztatunk egy multimétert, beállítjuk egy kapcsolóval DC 200mV, ételt szolgál fel körül 15 volt a mérőn (lehet stabilizálatlan - a stabilizátor a táblán van), krokodilokkal kapaszkodunk a tekercsvezetékekre. Az L-mérő tartomány kapcsolójával válassza ki a kívánt mérési határt.

100µH induktivitás mérési eredmények

Első kör

Második tartomány

Harmadik tartomány

A LIMP program használata

A séma hátrányai: kiegészítő multiméter és külső táp kell, kicsit bonyolult és érthetetlen kalibráció (főleg ha nincs mit kalibrálni), alacsony mérési pontosság, kicsi a felső határ.

Úgy gondolom, hogy ez az egyszerű induktivitásmérő hasznos lehet kezdő rádióamatőrök számára, valamint azoknak, akiknek nincs elég pénzük egy drága készülék vásárlására.

Ennek a mérőeszköznek a használata indokolt olyan esetekben, amikor az induktivitás abszolút értékeinek mérési pontosságára nincs szigorú követelmény.

A mérő például hasznos lehet a tekercsek induktivitásának figyelésére, amikor olyan hálózati szűrőfojtókat tekercsel, amelyek elnyomják a közös módú interferenciát. Ebben az esetben az induktor két tekercsének azonossága fontos, hogy megakadályozzuk a mag telítését.

Források

1. Cikk. Segítség rádióamatőrnek. 10. szám Tájékoztatási áttekintés rádióamatőrök számára / Összeáll. M.V. Adamenko. - M.: NT Press, 2006. - S. 8.

Utasítás

Vegyél egy LC mérőt. A legtöbb esetben a hagyományos multimétereken vannak. Vannak mérőfunkcióval rendelkező multiméterek is - egy ilyen eszköz Önnek is megfelel. Ezen eszközök bármelyike ​​megvásárolható az árusító szaküzletekben Elektromos alkatrészek.

Áramtalanítsa azt a kártyát, amelyen a tekercs található. Ha szükséges, kisütjük a táblán lévő kondenzátorokat. Forrassza le a mérni kívánt tekercset a tábláról (ha ez nem történik meg, akkor észrevehető hiba kerül a mérésbe), majd csatlakoztassa a készülék bemeneti aljzataihoz (melyikre, az a utasítás). Állítsa a műszert a pontos határértékre, amelyet általában "2 mH"-ként jeleznek. Ha az induktivitás kisebb, mint két millihenri, akkor ez meghatározásra kerül és megjelenik a kijelzőn, majd a mérés befejezettnek tekinthető. Ha ez nagyobb, mint ez az érték, akkor a készülék túlterhelést mutat – a legmagasabb számjegyben egy egység, a többiben szóköz jelenik meg.

Ha a mérő túlterhelést mutat, kapcsolja át a mérőt a következő, durvább határértékre - "20 mH". Kérjük, vegye figyelembe, hogy a tizedesvessző elmozdult a mutatón - a skála megváltozott. Ha a mérés ezúttal nem jár sikerrel, folytassa a határértékek átállítását durvábbra, amíg a túlterhelés megszűnik. Ezt követően olvassa el az eredményt. Ha ezután megnézi a kapcsolót, tudni fogja, hogy ez az eredmény henry vagy millihenry egységekben van-e kifejezve.

Húzza ki a tekercset a készülék bemeneti aljzataiból, majd forrassza vissza a kártyára.

Ha a készülék a legpontosabb határértéknél is nullát mutat, akkor a tekercsnek vagy nagyon kicsi az induktivitása, vagy rövidre zárt fordulatokat tartalmaz. Ha még a legdurvább határértéknél is túlterhelést jelez, akkor a tekercs vagy elromlott, vagy túl nagy az induktivitása, aminek mérésére a készüléket nem tervezték.

Kapcsolódó videók

jegyzet

Soha ne csatlakoztasson LC-mérőt feszültség alatt álló áramkörhöz.

Hasznos tanács

Néhány LC mérő speciális beállító gombbal rendelkezik. Olvassa el az eszköz használati útmutatóját. Beállítás nélkül a műszer leolvasása pontatlan lesz.

Az induktor egy tekercses vezető, amely a mágneses energiát mágneses mező formájában tárolja. Ezen elem nélkül lehetetlen rádióadót vagy rádióvevőt építeni a berendezésre vezetékes kapcsolat. A tévé pedig, amihez sokan vagyunk hozzászokva, elképzelhetetlen induktor nélkül.

Szükséged lesz

• Különféle profilú vezetékek, papír, ragasztó, műanyag henger, kés, olló

Utasítás

Számítsa ki az értéket ezekből az adatokból. Ehhez a feszültség értékét sorba kell osztani 2-vel, a 3,14 számmal, az áram frekvenciájának és az áram erősségének értékeivel. Az eredmény ennek a tekercsnek az induktivitásának értéke lesz Henryben (H). Fontos megjegyzés: a tekercset csak a forráshoz csatlakoztassa váltakozó áram. A tekercsben használt vezető aktív ellenállásának elhanyagolhatónak kell lennie.

Mágneses induktivitás mérése.
A mágnesszelep induktivitásának méréséhez vegyünk egy vonalzót vagy más eszközt a hosszúságok és távolságok mérésére, és határozzuk meg a mágnesszelep hosszát és átmérőjét méterben. Ezután számolja meg a fordulatait.

Ezután keresse meg a mágnesszelep induktivitását. Ehhez emelje meg a fordulatszámát a második hatványra, az eredményt szorozza meg 3,14-gyel, az átmérőt a második hatványral, és ossza el 4-gyel. A kapott számot osszuk el a mágnesszelep hosszával, és szorozzuk meg 0,0000012566-tal (1,2566). * 10-6). Ez lesz a mágnesszelep induktivitásának értéke.

Lehetőség szerint egy adott vezető induktivitásának meghatározásához használjunk speciális eszközt. Az úgynevezett AC hídon alapul.

Az induktor áramlás közben képes mágneses energia tárolására elektromos áram. A tekercs fő paramétere az induktivitás. Az induktivitás mérése Henry-ben (H) van, és L betűvel jelöljük.

Szükséged lesz

• Induktor paraméterei

Utasítás

A rövidvezető induktivitását a következők határozzák meg: L \u003d 2l (ln (4l / d) -1) * (10 ^ -3), ahol l a vezeték hossza in, d pedig a vezeték átmérője centiméter. Ha a huzal a keretre van feltekerve, akkor tekercs keletkezik. A mágneses fluxus koncentrálódik, és ennek eredményeként nő az induktivitás értéke.

A tekercs induktivitása arányos a tekercs lineáris méreteivel, a mag mágneses permeabilitásával és a tekercsmenetek számának négyzetével. A toroid magra tekercselt tekercs induktivitása: L = μ0*μr*s*(N^2)/l. Ebben a képletben μ0 a mágneses állandó, μr a maganyag relatív mágneses permeabilitása, ami a frekvenciától függ), s

A huroktekercseket, fojtótekercseket, transzformátor tekercseket jellemző fő paraméter az L induktivitás. A nagyfrekvenciás áramkörökben századmikrohenrytől tíz millihenryig terjedő induktivitású tekercseket használnak; az alacsony frekvenciájú áramkörökben használt tekercsek induktivitása akár több száz és ezer henry-ig terjedhet. Kívánatos az oszcillációs rendszerek részét képező nagyfrekvenciás tekercsek induktivitásának mérése legfeljebb 5% -os hibával; a legtöbb esetben akár 10-20%-os mérési hiba is elfogadható.

Rizs. 1. Az induktor egyenértékű áramkörei.

Minden tekercset az L induktivitáson kívül a saját (interturn) kapacitása (C L) és a hosszában elosztott RL aktív veszteségellenállás is jellemez. Hagyományosan úgy gondolják, hogy L, C L és RL koncentráltak, és zárt oszcillációs áramkört alkotnak (1. ábra, a) természetes rezonanciafrekvenciával.

f L = 1/(LC L) 0,5

A CL kapacitás befolyása miatt nagy f frekvencián történő méréskor nem a valódi L induktivitást, hanem az induktivitás effektív, dinamikus értékét határozzák meg.

L d \u003d L / (1-(2 * π * f) 2 * LC L) \u003d L / (1-f 2 / f L 2)

amely jelentősen eltérhet az alacsony frekvenciákon mért L induktivitástól.

A frekvencia növekedésével az induktorok veszteségei nőnek a felülethatás, az energiasugárzás, a tekercsszigetelésben és a keretben elmozduló áramok, valamint a magban kialakuló örvényáramok miatt. Ezért a tekercs aktuális aktív ellenállása R d jelentősen meghaladhatja az ohmmérővel vagy híddal mért RL ellenállását egyenáram. A tekercs minőségi tényezője az f frekvenciától is függ:

Q L \u003d 2 * π * f * L d / R d.

ábrán. Az 1. b ábra az induktor egyenértékű áramkörét mutatja, figyelembe véve annak működési paramétereit. Mivel az összes paraméter értéke a frekvenciától függ, kívánatos a tekercseket, különösen a nagyfrekvenciás tekercseket, a működési módjuknak megfelelő áramforrás rezgési frekvencián tesztelni. A vizsgálati eredmények meghatározásakor a "d" indexet általában elhagyják.

Az induktorok paramétereinek mérésére elsősorban voltmérő - ampermérő, híd és rezonancia - módszert alkalmaznak. Mérés előtt ellenőrizni kell, hogy az induktivitás nem szakadt-e meg és nincs-e benne rövidzárlatos fordulat. A szakadás bármely ohmmérővel vagy szondával könnyen észlelhető, míg a rövidzárlat észlelése speciális tesztet igényel.

Az induktorok legegyszerűbb vizsgálatához néha katódsugaras oszcilloszkópokat használnak.

Rövidre zárt tekercsek jelzése

Ellenőrizze a hiányzást rövidzárlat leggyakrabban úgy hajtják végre, hogy a tekercset egy másik tekercs közelébe helyezik, amely az önoszcillátor oszcillációs áramkörének része, olyan rezgések jelenléte, amelyekben és azok szintjét telefonnal, mutatóval, elektronikus lámpával vagy egyéb eszközökkel szabályozzák. indikátor. A rövidre zárt fordulatokkal rendelkező tekercs aktív veszteségeket és reaktanciát vezet be a hozzá tartozó áramkörbe, csökkentve az áramkör minőségi tényezőjét és effektív induktivitását; ennek eredményeként az önoszcillátor rezgései gyengülnek vagy akár meg is szakadnak.

Rizs. 2. Az abszorpciós jelenséget használó rezonáns kapacitásmérő vázlata.

Ilyen érzékeny eszköz lehet például egy generátor, amely az 1. ábra szerinti áramkör szerint készült. 2. Az L1 huroktekercshez kapcsolt, rövidre zárt tekercsek észrevehető növekedést okoznak a μA mikroampermérő leolvasásában.

A tesztáramkör lehet a tápegység frekvenciájára hangolt soros áramkör (lásd "Rádió", 72-5-54); az áramkör elemeinek feszültsége, amelyet valamilyen indikátor vezérel, a tesztelt tekercs rövidre zárt fordulatai hatására csökken a detuning és a növekvő veszteségek miatt. Lehetőség van kiegyensúlyozott váltakozóáramú híd alkalmazására is, amelynek ebben az esetben az egyik karja a csatoló tekercs legyen (az L x tekercs helyett); a vizsgált tekercsek rövidre zárt fordulatai a híd kiegyensúlyozatlanságát okozzák.

A vizsgálókészülék érzékenysége a mérőkör tekercsének és a vizsgált tekercsnek a kapcsolati fokától függ, ennek növelése érdekében célszerű mindkét tekercset egy közös magra helyezni, amely jelen esetben nyitott.

A nagyfrekvenciás tekercsek tesztelésére szolgáló speciális eszközök hiányában rádióvevőt használhat. Ez utóbbit valamilyen jól hallható állomásra hangolják, majd a vizsgált tekercset az egyik aktív huroktekercséhez, például egy mágneses antennához (lehetőleg vele egy tengelyre) helyezik. Rövidzárlatos fordulatok esetén a hangerő észrevehetően csökken. Hangerő csökkenés akkor is előfordulhat, ha a vevő hangolási frekvenciája közel van a vizsgált tekercs sajátfrekvenciájához. Ezért a hibák elkerülése érdekében a tesztet meg kell ismételni, amikor a vevőt egy másik állomásra hangolják, amely kellően távol van az első frekvenciától.

Induktivitások mérése voltmérő - ampermérő módszerrel

Voltméter - ampermérő módszer viszonylag nagy induktivitások mérésére használják, ha a mérőáramkört F = 50...1000 Hz alacsony frekvenciájú forrás táplálja.

A mérési séma az ábrán látható. 3, A. Az induktor Z impedanciáját a képlet számítja ki

Z = (R2+X2) 0,5 = U/I

az AC műszer V ~ és mA ~ leolvasása alapján. A voltmérő felső (diagram szerint) kimenete a ponthoz van kötve A Z-nél<< Z в и к точке b Z >> Z a-nál, ahol Z in és Z a a voltmérő V ~ és milliamperméter mA ~ bemeneti impedanciái. Ha a veszteségek kicsik, azaz R<< X = 2*π*F*L x , то измеряемая индуктивность определяется формулой

L x ≈ U/(2*π*F*I).

A nagy induktivitású tekercsek méretük csökkentése érdekében általában acélmaggal készülnek. Ez utóbbi jelenléte a mágneses fluxus nemlineáris függéséhez vezet a tekercsen átfolyó áramtól. Ez a függőség különösen nehézzé válik az előfeszítéssel működő tekercsek esetében, amelyek tekercselésein keresztül váltakozó és egyenáram is folyik. Ezért az acélmagos tekercsek induktivitása a rajtuk átfolyó áram értékétől és jellegétől függ. Például nagy állandó áramú komponens esetén a mag mágneses telítettsége következik be, és a tekercs induktivitása meredeken csökken. Ezenkívül a mag áteresztőképessége és a tekercs induktivitása függ a váltakozó áram frekvenciájától. Ebből következik, hogy az acélmagos tekercsek induktivitásának mérését a működési módjukhoz közeli körülmények között kell elvégezni. ábrán látható diagramon. 3, A ezt szaggatott vonallal jelölt DC áramkörrel való kiegészítéssel biztosítjuk. A szükséges előfeszítő áramot az R2 reosztát állítja be a DC milliampermérő leolvasása alapján mA. A C elválasztó kondenzátor és a Dr induktor választja el a DC és AC áramkört, kiküszöbölve a köztük lévő kölcsönös hatást. Az ebben az áramkörben használt váltakozó áramú eszközök nem reagálhatnak az általuk mért áram vagy feszültség állandó összetevőire; V ~ voltmérőnél ez könnyen elérhető egy több mikrofarad kapacitású kondenzátor sorba kapcsolásával.

Rizs. 3. Sémák az induktivitás mérésére voltmérő - ampermérő módszerrel.

A mérőáramkör egy másik változata, amely lehetővé teszi a váltakozó áramú milliampermérő mellőzését, az ábrán látható. 3, b. Ebben az áramkörben az R1 és R2 reosztátok (az áramforrásokkal párhuzamosan kapcsolt potenciométerekkel helyettesíthetők) beállítják a váltóáram és egyenáramhoz szükséges tesztmódot. 1-es kapcsolóállásban BAN BEN voltmérő V ~ méri az U 1 váltakozó feszültséget az L x tekercsen. Amikor a kapcsolót a 2-es helyzetbe állítják, az áramkörben a váltakozó áram értékét valójában az R o referenciaellenálláson áthaladó U 2 feszültségesés szabályozza. Ha a tekercsben a veszteségek kicsik, azaz R<< 2*π*F*L x , то измеряемую индуктивность можно рассчитать по формуле

L x ≈ U1*R o /(2*π*F*U 2).

Híd módszer az induktorok paramétereinek mérésére. Univerzális mérőhidak

Az induktorok paramétereinek mérésére szolgáló hidak két aktív ellenállási karból vannak kialakítva, egy karból egy mérési objektummal, amelynek ellenállása általában összetett, és egy karból egy reaktív elemmel - egy kondenzátorral vagy egy induktorral.

Rizs. 4. Induktivitások és veszteségellenállások mérésére szolgáló tárhíd vázlata.

A táros típusú mérőhidaknál célszerű reaktív elemként kondenzátorokat használni, mivel ez utóbbiaknál az energiaveszteség elhanyagolhatóvá tehető, és ez hozzájárul a vizsgált tekercsek paramétereinek pontosabb meghatározásához. Egy ilyen híd diagramja az ábrán látható. 4. A szabályozott elem itt egy változtatható kapacitású C2 kondenzátor (vagy kapacitástároló), amelyet egy R2 változtatható ellenállás sönt; ez utóbbi a tekercsben lévő R x veszteségellenállás által létrehozott fáziseltolódás és az L x induktivitás egyensúlyba hozására szolgál. Az amplitúdó-egyensúlyi feltételt (Z 4 Z 2 = Z 1 Z 3) alkalmazva azt kapjuk, hogy:

(R x 2 + (2*&pi*F*L x) 2) 0,5: ((1/R 2) 2 + (2*&pi*F*C 2) 2) 0,5 = R 1 R 3 .

Mivel a fázisszögek φ1 = φ3 = 0, a fázisegyensúlyi feltétel (φ4 + φ2 = φ1 + φ3) φ4 + φ2 = 0, vagy φ4 = -φ2, vagy tg φ4 = -tg φ2 egyenlőségként írható fel. Figyelembe véve, hogy a képlet (tg φ =X/R) az L x-es karra, a (tg φ =R/X) képlet pedig a C 2 kapacitású karra, ahol a szög φ2 negatív, nekünk van

2*&pi*F*L x / R x = 2*&pi*F*C 2 R 2

A fenti egyenleteket együttesen megoldva kapjuk:

L x = C2R1R3; (1)
R x \u003d R 1 R 3 / R 2. (2)

Az utolsó képletekből következik, hogy a C2 kondenzátor és az R2 ellenállás skálákkal rendelkezhet az L x és R x értékek közvetlen értékeléséhez, és az általuk végzett amplitúdó- és fázisbeállítások egymástól függetlenek, ami lehetővé teszi a gyors egyensúlyozást. A híd.

A mért értékek tartományának bővítése érdekében az R1 vagy R3 ellenállások egyikét általában ellenállásdoboz formájában készítik.

Ha acélmagos tekercsek paramétereit kell mérni, akkor a 2. ábrán látható híddiagram. A 4. ábrát egy U o állandó feszültségforrás, egy R o reosztát és egy DC milliampermérő egészíti ki mA, amelyek az előfeszítő áram, valamint a Dr fojtótekercs és a C kondenzátor beállítására és szabályozására szolgálnak, elválasztva az áram változó és állandó összetevőinek áramköreit.

Rizs. 5. Induktivitások és minőségi tényezők mérésére szolgáló tárhíd vázlata

ábrán. Az 5. ábra a tárolóhíd egy másik változatának diagramját mutatja, amelyben a C2 kondenzátor állandó kapacitású, és az R1 és R2 ellenállásokat változónak vesszük. A mérési tartomány kibővül, ha a hídba különböző teljesítményű R3 ellenállásokat helyezünk. Az (1) és (2) képletből az következik, hogy az amplitúdók és fázisok beállítása ebben az áramkörben kölcsönösen függenek egymástól, ezért a híd kiegyensúlyozását az R1 és R2 ellenállások váltakozó változtatásával érik el. Az L x induktivitás értékelése az R1 ellenállás skáláján történik, figyelembe véve a kapcsoló beállításával meghatározott szorzót BAN BEN. Az R2 ellenállás skáláján a leolvasás általában a tekercsek minőségi tényezőjének értékeiben történik

Q L \u003d 2 * π * F * L x / R x \u003d 2 * π * F * C 2 R 2.

a tápegység F frekvenciáján. Az utolsó képlet érvényessége igazolható, ha az (1) egyenlőség bal és jobb oldali részét felosztjuk a (2) egyenlőség megfelelő részeire.

A diagramon feltüntetett adatokkal a mérőhíd lehetővé teszi az induktivitás mérését körülbelül 20 μH-tól 1, 10, 100 mH-ig; 1 és 10 H (acél magok nélkül) és minőségi tényező Q L ≈ 60-ig. Az áramforrás egy tranzisztoros generátor, amelynek rezgési frekvenciája F ≈ 1 kHz. A kiegyensúlyozatlansági feszültséget a Tf telefonokra terhelt tranzisztoros erősítő erősíti. Dupla T alakú RC szűrő, 2F ≈ 2 kHz-re hangolva, elnyomja a forrás rezgések második harmonikusát, ami megkönnyíti a híd kiegyensúlyozását és csökkenti a mérési hibát.

Az induktivitások, kapacitások és aktív ellenállások hídmérőinek számos azonos eleme van. Ezért gyakran kombinálják őket egy eszközben - egy univerzális mérőhídban. A nagy pontosságú univerzális hidak olyan táráramkörökön alapulnak, mint amilyenek a 2. ábrán láthatók. 5. Tartalmaznak állandó feszültségű forrást vagy egyenirányítót (az R x mérőkört táplálják), több watt kimenő teljesítményű kisfrekvenciás generátort, magnetoelektromos galvanométerre terhelt többfokozatú aszimmetrikus feszültségerősítőt; ez utóbbi az aktív ellenállások mérésekor közvetlenül a híd mérési átlójába kerül. A szükséges mérési sémát egy meglehetősen bonyolult kapcsolási rendszer segítségével alakítjuk ki. Az ilyen hidakban néha logaritmikus típusú mutatókat használnak, amelyek érzékenysége meredeken csökken, ha a híd nincs kiegyensúlyozott.

Rizs. 6. Az ellenállások, kapacitások és induktivitások mérésére szolgáló univerzális reochord híd vázlata

Sokkal egyszerűbbek a reochord típusú univerzális hidak, amelyek 5-15% nagyságrendű hibával mérik a rádiókomponensek paramétereit. Egy ilyen híd lehetséges sémája az ábrán látható. 6. A híd minden típusú méréshez körülbelül 1 kHz frekvenciájú feszültséggel működik, amelyet egy tranzisztoros generátor gerjeszt, az induktív hárompontos áramkör szerint. Az egyensúlyjelző egy nagy ellenállású telefon Tf. Az R2 és R3 ellenállásokat huzalreokorddal (vagy gyakrabban hagyományos potenciométerrel) helyettesítették, amely lehetővé teszi a híd kiegyensúlyozását az R2 / R3 ellenállások arányának zökkenőmentes megváltoztatásával. Ezt az arányt a reochord skálán mérik, amelynek jelzési tartománya általában a 0,1 és 10 szélső értékekre korlátozódik. A mért értéket egy kiegyensúlyozott híd határozza meg, amely a reochord leolvasásának szorzata. skála és a szorzó határozza meg a B beállítási kapcsolót. Minden típus és mérési határ megfelel annak, hogy a hídáramkörbe a megfelelő tartóelemet - egy C o (C1) kondenzátort (C1), egy R o ellenállást (R4) vagy egy induktort - beépítik a hídáramkörbe. L o (L4).

A vizsgált séma jellemzője, hogy az R x és L x mért elemek a híd első karjában találhatók (az R o és L o tartóelemekkel a negyedik karban), a C x pedig éppen ellenkezőleg. , a negyedik karban (C o -val az első vállon). Emiatt az összes mért mennyiség értékelése a típushoz hasonló képletek szerint történik

A X = A o (R2 / R3),

ahol A x és A o a megfelelő mért és referenciaelemek értékei.

Az R5 változó ellenállás a fáziseltolódások kompenzálására és a híd egyensúlyának javítására szolgál az induktivitások mérése során. Ugyanebből a célból a C referenciakondenzátor áramkörébe néha egy kis ellenállású változó ellenállást is beépítenek a nagy kapacitások mérési határán, amelyek gyakran észrevehető veszteséggel járnak.

A kezelő keze befolyásának kizárása érdekében a reochord csúszkáját általában a készülék testéhez csatlakoztatják.

Rezonáns induktivitásmérők

A rezonancia módszerek lehetővé teszik a nagyfrekvenciás induktorok paramétereinek mérését működési frekvenciájuk tartományában. A sémák és mérési módszerek hasonlóak a kondenzátorkapacitások rezonáns mérésénél alkalmazottakhoz, természetesen figyelembe véve a mérési objektumok sajátosságait.

Rizs. 7. Rezonanciaséma induktivitások mérésére a generátor skálán leolvasott értékkel

A vizsgált tekercs beépíthető egy nagyfrekvenciás generátorba annak rezgőkörének elemeként; Ebben az esetben az L x induktivitást a generátor rezgési frekvenciáját mérő frekvenciamérő leolvasása alapján határozzuk meg.

Gyakrabban az L x tekercs egy nagyfrekvenciás rezgésforráshoz, például egy generátorhoz (2. ábra) vagy egy rádióvevő bemeneti áramköréhez van csatlakoztatva, amely egy műsorszóró állomás frekvenciájára van hangolva ( 8. ábra). Tegyük fel, hogy a mérőáramkör egy hangolómagos L csatolótekercsből és egy C o változó kondenzátorból áll.

Rizs. 8. A kapacitás mérési séma rezonáns módszerrel rádióvevő segítségével

Ekkor a következő mérési eljárás alkalmazható. A C o kondenzátor maximális C o1 kapacitású mérőáramkörét az L induktivitás beállításával a rezgésforrás ismert f frekvenciájával rezonanciára hangoljuk. Ezután egy L x tekercs kerül sorba az áramkörbe az elemeivel, ami után a rezonancia helyreáll úgy, hogy a Co kapacitást egy bizonyos C o2 értékre csökkentik. A mért induktivitás kiszámítása a képlettel történik

L x \u003d * (C o1 -C o2) / (C o1 C o2).

A nagy hatótávolságú rezonanciamérőkben a mérőkört egy C o referenciakondenzátor és a vizsgált L x tekercs alkotja. Az áramkört induktív módon, és gyakrabban egy kis kapacitású C 1 kondenzátoron keresztül (7. és 9. ábra) nagyfrekvenciás generátorral kötjük össze. Ha ismert a generátor f 0 rezgési frekvenciája, amely megfelel az áramkör rezonancia hangolásának, akkor a mért induktivitást a képlet határozza meg

L x \u003d 1 / [(2 * π * f o) 2 * C o]. (3)

A mérőáramkörök kialakítására két lehetőség van. Az első változat áramköreiben (7. ábra) a C kondenzátort állandó kapacitással veszik fel, a rezonanciát pedig a sima frekvenciatartományban működő generátor hangolásának változtatásával érik el. L x minden értéke egy bizonyos rezonanciafrekvenciának felel meg

f 0 \u003d 1 / (2 * π * (L x C x) 0,5), (4)

ezért a generátor hurokkondenzátor L x értékben leolvasható skálával ellátható. A mért induktivitások széles skálájával a generátornak több frekvencia-résztartománnyal kell rendelkeznie, külön skálákkal az L x becsléséhez minden egyes altartományon. Ha a készülék frekvenciaskálával rendelkező generátort használ, akkor táblázatok vagy grafikonok készíthetők az L x meghatározásához f 0 és C o értékéből.

A tekercs C L önkapacitásának a mérési eredményekre gyakorolt ​​hatásának kizárásához a C o kapacitásnak nagynak kell lennie; másrészt kívánatos a kis C o kapacitás, hogy kis induktivitások mérésekor kellően nagy L x /C o arányt biztosítsunk, ami szükséges ahhoz, hogy rezonanciakor észrevehető indikátorleolvasásokat kapjunk. A gyakorlatban C o \u003d 500 ... 1000 pF.

Ha a nagyfrekvenciás generátor korlátozott frekvenciatartományban működik, amely nincs altartományokra bontva, akkor több C o kapcsolt kondenzátort használnak az induktivitásmérés határainak bővítésére; ha a kapacitásuk 10-szeres faktorral különbözik, akkor L x minden határértéken megbecsülhető ugyanazzal a generátorskálával, 10-szeres szorzókkal. Azonban egy ilyen sémának vannak jelentős hátrányai.

A viszonylag nagy induktivitások mérése jelentős C L belső kapacitású határon történik kis C o kapacitás mellett, és fordítva, a kis induktivitások mérése nagy C o kapacitású határon történik, kedvezőtlen L x / arány mellett. C o és egy kis rezonanciafeszültség az áramkörön.

Rizs. 9. Rezonancia áramkör az induktivitások mérésére a referenciakondenzátor skálájához képest

A rezonanciamérőkben, amelyek áramkörei a második lehetőség szerint készülnek (9. ábra), az induktivitásokat rögzített f 0 generátorfrekvencián mérik. A mérőáramkör rezonanciára van hangolva a generátor frekvenciájával egy C o változó kondenzátor segítségével, amelynek skáláján a leolvasás a (3) képlet szerint közvetlenül L x értékben végezhető el. Ha C m-en és C n-en keresztül kijelöljük az áramkör maximális és kezdeti kapacitását, L m-en és L n-en pedig a mért induktivitások legnagyobb és legkisebb értékét, akkor a készülék mérési határait. az arány korlátozza majd

L m / L n \u003d C m / C n.

A tipikus változtatható kondenzátorok kapacitásátfedése megközelítőleg 30. A nagy induktivitások mérésénél fellépő hiba csökkentése érdekében az áramkör kezdeti C n kapacitását egy további, általában hangoló típusú C d kondenzátor beépítésével növelik.

Ha ΔС o-val jelöljük a C o kondenzátor kapacitásának legnagyobb változását, amely megegyezik a forgórész két szélső helyzetében lévő kapacitások különbségével, akkor a kiválasztott L m / L n arány eléréséhez az áramkörnek rendelkeznie kell kezdeti kapacitás

C n \u003d ΔC o: (L m / L n -1). (5)

Például ΔC o = 480 pF és L m / L n = 11 arány esetén C n = 48 pF értéket kapunk. Ha a számításban a C n és L m / L n értékei a kezdeti adatok, akkor C o kondenzátort kell használni, amelynek kapacitáskülönbsége van

ΔC o ≥ C n (L m / L n -1).

Nagy C n és L m / L n értékek esetén szükség lehet kettős vagy háromszoros változó kondenzátorblokk használatára.

Az f 0 frekvenciát, amelyen a generátornak működnie kell, a (4) képlet határozza meg, ha L m és C n vagy L n és C m értékeket helyettesítünk bele. több kapcsolt fix frekvencián. Ha a generátor szomszédos frekvenciái 10 0,5 ≈ 3,16-szor eltérnek, akkor minden határon lehet használni a C o kondenzátor induktivitások közös skáláját a hozzá tartozó szorzókkal, 10 többszörösével, amelyet a frekvenciakapcsoló beállításával határoznak meg (ábra). 9). A mért induktivitások teljes tartományának zökkenőmentes átfedése az áramkör kapacitásainak arányával C m / C n ≥ 10. Ha a C about kondenzátor logaritmikus típusú, akkor az induktivitás skála közel áll a lineárishoz.

Fix frekvenciájú generátor helyett használhatunk egyenletes frekvenciaváltású mérőgenerátort, amely az induktivitások méréséhez szükséges határértéktől függően kerül beállításra.

Az induktivitások és kapacitások mérésére szolgáló rezonáns áramkörök gyakran egy készülékben vannak kombinálva, mivel számos azonos elemmel és hasonló mérési technikával rendelkeznek.

Példa. Számítson ki egy rezonancia induktivitás mérőt, amely az ábra szerinti áramkör szerint működik. 9, 0,1 μH - 10 mH mérési tartományra változó kondenzátorok kettős blokkja esetén, amelynek szakaszainak kapacitása 15-415 pF között változtatható.

Megoldás
1. Az áramkör kapacitásának legnagyobb változása ΔС о \u003d 2 * (415-15) \u003d 800 pF.

2. Az L m / L n = 11 arányt választjuk. Ekkor a készüléknek öt mérési határa lesz: 0,1-1,1; 1-11; 10-110; 100-1100mcg és 1-11mH.

3. Az (5) pont szerint az áramkör kezdeti kapacitásának C n \u003d 800/10 \u003d 80 pF kell lennie. Tekintettel a kondenzátorblokk kezdeti kapacitására, amely 30 pF, az áramkörbe egy C d hangolókondenzátort építünk be, amelynek maximális kapacitása 50 ... 80 pF.

4. Az áramkör maximális kapacitása C m \u003d C n + ΔC o \u003d 880 pF.

5. (4) szerint az első mérési határnál a generátornak frekvencián kell működnie
f 01 \u003d 1 / (2 * π * (L n C m) 0,5) ≈ 0,16 * (0,1 * 10 ^ -6 * 880 * 10 ^ -12) ≈ 17 MHz.
Egyéb mérési határértékeknél rendre: f 02 = 5,36 MHz; f 03 = 1,7 MHz; f 04 = 536 kHz; f 05 = 170 kHz.

6. Az induktivitás skálát az 1-11 μH mérési határra végezzük.

Q-méter (kuméter)

A nagyfrekvenciás áramkörök elemeinek minőségi tényezőjének mérésére tervezett eszközöket gyakran kumméternek nevezik. A mérőműszerek működése a rezonanciajelenségek felhasználásán alapul, ami lehetővé teszi a minőségi tényező mérésének kombinálását az induktivitás, a kapacitás, a természetes rezonanciafrekvencia és a vizsgált elemek számos egyéb paraméterének mérésével.

Kumeter, amelynek egyszerűsített diagramja a 2. ábrán látható. 10, három fő összetevőt tartalmaz: generátort magas frekvencia, mérőkör és rezonanciajelző. A generátor széles, egyenletesen átfedő frekvenciatartományban működik, például 50 kHz és 50 MHz között; ez lehetővé teszi számos mérés elvégzését a vizsgált elemek működési frekvenciáján.

A vizsgált L x, R x tekercs az 1. és 2. bilincseken keresztül sorba van kapcsolva a mérőáramkörben a C o változó referenciakondenzátorral és a C 2 csatolókondenzátorral; ez utóbbi kapacitásának ki kell elégítenie a következő feltételt: C 2 >> C o.m, ahol C o.m a C o kondenzátor maximális kapacitása. C 1, C 2 kapacitív osztón keresztül, nagy osztási tényezővel

N \u003d (C 2 + C 1) / C 1

a generátorból a szükséges nagyfrekvenciás f körüli U referenciafeszültséget vezetjük be az áramkörbe. Az áramkörben fellépő áram U C feszültségesést hoz létre a C o kondenzátoron, amelyet V2 nagyfrekvenciás voltmérővel mérünk.

A V2 voltmérő bemeneti ellenállásának a mérő működési frekvenciáin belül nagyon nagynak kell lennie. A voltmérő kellően nagy érzékenységgel egy kapacitív feszültségosztón keresztül csatlakozik a mérőáramkörhöz, amelynek bemeneti kapacitását a C o kondenzátor kezdeti kapacitásának összetevőjeként vesszük figyelembe. Mivel a mérőkört alkotó valamennyi kondenzátor nagyon alacsony veszteséggel rendelkezik, feltételezhető, hogy az áramkör aktív ellenállását elsősorban a vizsgált tekercs Rx veszteségellenállása határozza meg.

Rizs. 10. A kumméter egyszerűsített sémája

A C o kondenzátor kapacitásának változtatásával a mérőáramkör rezonanciára hangolódik a generátor f frekvenciájával a V2 voltmérő maximális leolvasása szerint. Ebben az esetben áram folyik az I p ≈ U o / R x áramkörben, ami feszültségesést okoz a kondenzátoron

U C \u003d I p / (2 * π * f * C o) ≈ U o / (2 * π * f * C o R x).

Figyelembe véve, hogy 1/(2*π*f*С o) = 2*&pi*f*L x rezonanciánál azt kapjuk, hogy

UC ≈ U o (2*π*f*L x)/R x = U o Q L ,

ahol Q L \u003d (2 * π * f * L x) / R x az L x tekercs minőségi tényezője f frekvencián. Ezért a V2 voltmérő leolvasott értékei arányosak a Q L minőségi tényezővel. Rögzített U o feszültségnél a voltmérő skálája lineárisan osztható Q L ≈ U C / U o értékekben. Például, ha U o \u003d 0,04 V és a voltmérő mérési határa U p \u003d 10 V, a voltmérő 2, 4, 6, 8 és 10 V bemenetén lévő feszültségek Q L minőségi tényezőnek felelnek meg. 50, 100, 150, 200 és 250 között.

Az U about névleges feszültséget a generátor kimeneti fokozatának beállításával lehet beállítani. Ennek a feszültségnek a szabályozását a V1 nagyfrekvenciás voltmérő leolvasása szerint hajtják végre, amely a generátor kimenetén méri az U 1 \u003d U körülbelül N feszültséget. Például, ha a V2 voltmérő minőségi skálája Uо = 0,04 V feszültségen és N = 20 osztási tényezőn van, akkor az U x = 0,04 * 20 = 0,8 V feszültséget kell tartani a generátor kimenetén. A V1 voltmérő mérési határának kissé meg kell haladnia az U 1 számított feszültségértéket, és egyenlőnek kell lennie például 1 V-tal.

A minőségi tényezők mérési felső határának növelését úgy érjük el, hogy az U feszültséget a névleges értéknél többszörösére csökkentjük. Tegyük fel, hogy U o \u003d 0,04 V feszültségnél a minőségi tényezők közvetlen leolvasása Q L \u003d 250 értékre történik. Ha azonban az U o feszültség felére, 0,02 V-ra csökken, akkor a a V2 voltmérő a teljes skálára tér el Q L = U p / U o = 10 / 0,02 = 500 minőségi tényezővel. Ennek megfelelően a mérés felső határának négyszeresére, a Q L = 1000 értékre történő növeléséhez a méréseket meg kell tenni U o = 40/4 = 10 mV feszültségen kell végrehajtani.

Kétféleképpen lehet az U feszültséget a kívánt értékre csökkenteni: az N osztási tényező változtatásával különböző névleges teljesítményű C 1 kondenzátorok kapcsolásával vagy a generátor U 1 kimeneti feszültségének beállításával. A jó minőségi tényezők mérésének kényelmét szolgálja, hogy a V1 voltmérőt (vagy osztásarány-kapcsolót) skálával (jelöléssel) szereljük fel, amelyen a leolvasott érték a névleges értékéhez képest U kb. feszültségcsökkenés mértékét jellemezve szorzót jelent a a V2 voltmérő minőségi tényező skálája.

A kuméter működésének ellenőrzésére és képességeinek bővítésére L o referenciatekercset használnak ismert induktivitású és minőségi tényezővel. Általában van egy több cserélhető L o tekercs készlet, amely a C o változó kondenzátorral együtt biztosítja a mérőkör rezonancia hangolását a generátor teljes működési frekvencia tartományában.

Méréskor az induktorok minőségi tényezője Q L 10-15 perccel a munka megkezdése előtt kapcsolja be a készüléket, és állítsa be a generátort a kívánt frekvenciára. Bemelegítés után a V1 és V2 voltmérő nullára áll. A vizsgált tekercs az 1. és 2. kapcsokhoz csatlakozik. A generátor kimeneti feszültségének fokozatos növelésével a V1 voltmérő tűje a névleges jelig eltérül. Kondenzátor Co hangolja az áramkört rezonanciára a generátor frekvenciájával. Ha ugyanakkor a V2 voltmérő tűje túlmegy a skálán, kimeneti feszültség a generátor lecsökken. A Q L minőségi tényező értéke a V2 voltmérő minőségi tényezőinek skáláján és a V1 voltmérő szorzóskáláján mért értékek szorzataként kerül meghatározásra.

Az oszcillációs kör minőségi tényezője A Q K mérése ugyanabban a sorrendben történik, amikor az áramköri tekercset az 1. és 2. kapcsokhoz, a kondenzátorát pedig a 3. és 4. kapcsokhoz csatlakoztatjuk. Ebben az esetben a C o kondenzátor a minimális kapacitású helyzetbe van állítva. Ha a vizsgált áramkör kondenzátora változó kapacitású, akkor az áramkör rezonanciára van hangolva a kívánt f generátorfrekvencián; ha ez a kondenzátor állandó, akkor a rezonancia hangolást a generátor frekvenciájának változtatásával hajtják végre.

Commeter mérés tekercs induktivitásaábra szerinti áramkörrel kapcsolatban az L x-et a fentebb tárgyalt módon állítjuk elő. 9. A generátor a táblázat szerint kiválasztott referenciafrekvenciára van beállítva, L x várható értékétől függően. A vizsgált tekercs az 1. és 2. kapcsokra van kötve. A mérőáramkört egy C o kondenzátorral rezonanciára hangoljuk, amelynek speciális skáláján az L x értékét becsüljük, figyelembe véve a táblázatban feltüntetett osztásértéket. Ugyanakkor a kontúr paramétereinek változtatásával meg lehet határozni ill a tekercs saját kapacitása C L . A C kondenzátor C 01 és C 02 kapacitásának két tetszőleges értékével, a generátor beállításainak megváltoztatásával az f 1 és f 3 áramkör rezonanciafrekvenciáit megtaláljuk. Kívánt kapacitás

C L \u003d (C 02 f 4 2 - C 01 f 1 2): (f 1 2 - f 2 2)

A tartályok cumeterrel történő mérése helyettesítési módszerrel történik. A vizsgált C x kondenzátor a 3. és 4. kapocsra, az egyik L o tartótekercs pedig az 1. és 2. kapcsokra csatlakozik, ami biztosítja az áramkör rezonáns hangolását a kiválasztott frekvenciatartományban. Ugyanakkor meghatározhatja a kondenzátor veszteségi tangensét (minőségi tényezőjét):

tg δ \u003d 1 / (2 * π * f * C x R p)

(ahol R p - veszteségállóság). Ehhez a C 01 és C 02 kapacitások két értékével, amelyek megfelelnek a C x kondenzátor nélküli áramkör rezonancia beállításainak, és ha ez utóbbi be van kapcsolva, az áramkör Q 1 és Q 2 minőségi tényezői. megtaláljuk, majd a képlet alapján kiszámítjuk

tan δ \u003d Q 1 Q 2 / (Q 1 - Q 2) * (C 01 - C 02) / C 01

Szükség esetén a kumméter generátor mérőgenerátorként, az elektronikus voltmérők pedig széles frekvenciatartományban feszültségmérésre alkalmasak.