Bir bobinin endüktansını doğru bir şekilde ölçmek için bir alet. Basit bir endüktans ölçer - dijital multimetrenin ön eki

Herhangi bir elektrikli cihaz veya iletken parça ile çalışırken, ampermetre, voltmetre veya ohmmetre olsun, ölçüm ekipmanının varlığı gereklidir. Ancak tüm bu cihazları satın almamak için bir multimetre almak daha iyidir.

Multimetre, elektriğin herhangi bir özelliğini ölçmenizi sağlayan evrensel bir ölçüm cihazıdır. Multimetreler analog veya dijitaldir.

analog multimetre

Bu tür multimetre, altında farklı değer ölçeklerine sahip bir ekranın kurulu olduğu bir okla ölçüm okumalarını görüntüler. Her ölçek, doğrudan puan tablosunda imzalanan belirli bir ölçümün okumalarını gösterir. Ancak yeni başlayanlar için böyle bir multimetre en fazla olmayacak en iyi seçim, çünkü skor tahtasındaki tüm sembolleri anlamak oldukça zor. Bu, ölçüm sonuçlarının yanlış anlaşılmasına yol açabilir.

Dijital multimetre

Analog multimetrelerden farklı olarak bu multimetre, ilgilenilen miktarların belirlenmesini kolaylaştırırken, ölçüm doğruluğu işaretçi cihazlara göre çok daha yüksektir. arasında geçiş de var farklı özellikler elektrik, kullanıcının okuma ölçeğinin derecelendirmesini anlaması gerekmediğinden, bir veya başka bir değeri karıştırma olasılığını ortadan kaldırır. Ölçüm sonuçları ekranda görüntülenir (önceki modellerde - LED ve modern - LCD). Bu nedenle, dijital multimetre profesyoneller için rahat ve yeni başlayanlar için kullanımı basit ve kolaydır.

multimetre endüktans ölçer

Elektronikle çalışırken endüktansı belirlemek nadir olsa da, bazen gereklidir ve endüktans ölçümü olan multimetreleri bulmak zordur. Bu durumda, endüktansı ölçmenizi sağlayan multimetreye özel bir bağlantı yardımcı olacaktır.

Çoğu zaman, böyle bir set üstü kutu için, herhangi bir elektrik ve radyo ekipmanı mağazasından bitmiş biçimde satın alınabilen, 200 mV'lik bir ölçüm doğruluğu eşiğiyle voltajı ölçmek üzere ayarlanmış bir dijital multimetre kullanılır. Bu, dijital bir multimetreye basit bir önek yapmanıza izin verecektir.

Set üstü kart montajı.

Radyo mühendisliği ve mikro devreleri lehimleme alanında temel bilgi ve becerilere sahip olarak, evde herhangi bir sorun yaşamadan endüktansı ölçmek için bir multimetreye bir test cihazı eki monte edebilirsiniz.

Pano devresinde, herhangi bir harf işaretleyicili KT361B, KT361G ve KT3701 transistörleri kullanılabilir, ancak daha doğru ölçümler elde etmek için KT362B ve KT363 olarak işaretlenmiş transistörleri kullanmak daha iyidir. Bu transistörler kartta VT1 ve VT2 konumlarına kurulur. VT3 konumunda, bir silikon transistör takmak gerekir. p-n-p yapısı, örneğin, herhangi bir harf işaretli KT209V. VT4 ve VT5 konumları, tampon amplifikatörler için tasarlanmıştır. Çoğu yüksek frekanslı transistör, biri için 150'den az olmayan ve diğeri için 50'den fazla olan h21E parametreleriyle iş görecektir.

VD ve VD2 konumları için herhangi bir yüksek frekanslı silikon diyot uygundur.

Direnç MLT 0.125 veya benzeri seçilebilir. Kapasitör C1, 25330 pF nominal kapasite ile alınır, çünkü ölçümlerin doğruluğundan sorumludur ve değeri% 1'den fazla olmayan bir sapma ile seçilmelidir. Böyle bir kapasitör, farklı kapasitelerdeki termostabil kapasitörler birleştirilerek yapılabilir (örneğin, 2 adet 10000 pF'de, 1 adet 5100 pF'de ve 1 adet 220 pF'de). Diğer konumlar için, 1,5-2 kat izin verilen yayılmaya sahip küçük boyutlu elektrolitik ve seramik kapasitörler uygundur.

Karta giden kontak telleri (konum X1) lehimlenebilir veya "akustik" teller için yaylı klipsler kullanılarak bağlanabilir. Konektör X3, set üstü kutuyu bağlamak için tasarlanmıştır.

Kendi endüktanslarının ölçüm okumaları üzerindeki etkisini azaltmak için "muzlara" ve "timsahlara" daha kısa bir tel çekmek daha iyidir. Tellerin levhaya lehimlendiği yerde, bağlantı ayrıca bir damla sıcakta eriyen yapıştırıcı ile sabitlenmelidir.

Ölçüm aralığını ayarlamak gerekirse, karta bir anahtar için konektör eklenebilir (örneğin, üç aralık için).

Multimetre için muhafaza

Kasa, uygun boyutta hazır bir kutudan yapılabilir veya kutuyu kendiniz yapabilirsiniz. Plastik veya ince cam elyafı gibi herhangi bir malzemeyi seçebilirsiniz. Kutu, tahta boyutunda yapılır ve sabitlenmesi için içinde delikler hazırlanır. Kablolama için delikler de yapılır. Her şey küçük vidalarla sabitlenir.

Set üstü kutu, 12 V'luk bir güç kaynağı kullanılarak şebekeden beslenir.

Bir endüktans ölçerin ayarlanması

Endüktans ölçüm aparatını kalibre etmek için bilinen bir endüktansa (örneğin, 100 μH ve 15 μH) sahip birkaç endüksiyon bobinine ihtiyacınız olacaktır. Bobinler sırayla bağlantıya bağlanır ve endüktansa bağlı olarak, multimetre ekranında düzeltici direnç motoru tarafından %5 doğrulukla 100 μH bobin için 100.0 ve 15 μH bobin için 15 değeri ayarlanır. Aynı yöntemi kullanarak, cihaz diğer aralıklarda ayarlanır. Önemli bir faktör, ataşmanın doğru kalibrasyonu için test indüktörlerinin kesin değerlerine ihtiyaç duyulmasıdır.

Endüktansı belirlemek için alternatif bir yöntem LIMP programıdır. Ancak bu yöntem, programın biraz hazırlanmasını ve anlaşılmasını gerektirir.
Ancak hem birinci hem de ikinci durumda, bu tür endüktans ölçümlerinin doğruluğu çok yüksek olmayacaktır. Bu endüktans ölçer, yüksek hassasiyetli ekipmanlarla çalışmak için uygun değildir, ancak ev kullanımı veya radyo amatörleri için harika bir yardımcı olacaktır.

Endüktans ölçümlerinin gerçekleştirilmesi

Montajdan sonra, multimetrenin öneki test edilmelidir. Cihazı kontrol etmenin birkaç yolu vardır:

1. Ölçüm ekinin endüktansının belirlenmesi. Bunu yapmak için, bir endüktif bobine bağlanmak üzere tasarlanmış iki kabloyu kapatmak gerekir. Örneğin, her telin uzunluğu ve 3 cm'lik jumper ile indüksiyon bobininin bir dönüşü oluşturulur. Bu bobinin endüktansı 0,1 - 0,2 μH'dir. 5 μH üzerinde endüktans belirlenirken bu hata hesaplamalarda dikkate alınmaz. 0,5 - 5 µH aralığında, ölçüm yapılırken cihazın endüktansı dikkate alınmalıdır. 0,5 µH'den düşük okumalar gösterge niteliğindedir.
2. Bilinmeyen bir endüktans değerinin ölçümü. Bobinin frekansını bilerek, endüktansı hesaplamak için basitleştirilmiş bir formül kullanarak bu değeri belirleyebilirsiniz.
3. Silikonun tepki eşiğinin p-n kavşaklarıölçülen genliğin üzerinde elektrik devresi(70 ila 80 mV arasında), bobinlerin endüktansını doğrudan devrenin kendisinde ölçebilirsiniz (enerjisini kestikten sonra). Set üstü kutunun öz kapasitansı büyük önem taşıdığından (25330 pF), ölçülen devrenin kapasitansının 1200 pF'yi geçmemesi koşuluyla, bu tür ölçümlerin hatası% 5'ten fazla olmayacaktır.

Set üstü kutuyu doğrudan kart üzerinde bulunan bobinlere bağlarken, sabitleme için kelepçeli veya problu 30 cm uzunluğunda kablolama kullanılır. Teller, santimetre uzunluk başına bir dönüş hesabı ile bükülür. Bu durumda, ataşmanın endüktansı, endüktans ölçülürken de dikkate alınması gereken 0,5 - 0,6 μH aralığında oluşturulur.

Bugün piyasada kapasitans ve endüktansı ölçen birçok cihaz var, ancak bunlar bir Çin multimetresinden birkaç kat daha pahalı. Her gün kapasitans veya endüktans ölçmesi gereken herkes kesinlikle kendisi için bir tane satın alacaktır, ancak ya böyle bir ihtiyaç çok nadiren ortaya çıkarsa? Bu durumda aşağıda açıklanan yöntemi uygulayabilirsiniz.
Entegre RC devresine dikdörtgen bir darbe uygulanırsa, darbenin şeklinin değişeceği ve resimdeki ile aynı olacağı bilinmektedir.

Kapasitördeki voltajın uygulanan voltajın %63'üne ulaşması için geçen süre tau olarak adlandırılır. Tau'nun hesaplandığı formül şekilde gösterilmiştir.

Bu durumda, entegre zincirin cepheleri yumuşattığı söylenir. dikdörtgen darbe.
Paralel bir LC devresine dikdörtgen bir darbe uygulanırsa, devrede frekansı devrenin rezonans frekansına eşit olan sönümlü salınımların meydana geleceği de bilinmektedir. Devrenin rezonans frekansı, endüktansın ifade edilebileceği Thomson formülü kullanılarak bulunur.

Devre, devreye akan akımı sınırlayan küçük bir kapasitörle bağlanır, ne kadar küçükse o kadar iyidir. Küçük bir kapasitörün akımı nasıl sınırladığına bakalım.
Kondansatörün anma gerilimine şarj olabilmesi için ona belirli bir şarjın aktarılması gerekir. Kapasitörün kapasitansı ne kadar küçükse, plakalardaki voltajın darbe voltajına ulaşması için o kadar az şarja ihtiyacı vardır. Bir darbe uyguladığımızda, küçük kapasiteli bir kondansatör çok hızlı şarj olur ve kondansatör plakalarındaki voltaj, darbenin voltajına eşit olur. Kondansatörün voltajı ve darbe eşit olduğundan, potansiyel fark yoktur, dolayısıyla akım akmaz. Ayrıca, darbenin başlamasından bir süre sonra akım kapasitörden akmayı durdurabilir ve darbe süresinin geri kalanı devreye beslenmeyecektir.
Deneyi gerçekleştirmek için 5-6KHz frekanslı dikdörtgen bir puls üretecine ihtiyacımız var.
Aşağıdaki şekildeki şemaya göre monte edebilir veya sinyal üreteci kullanabilirsiniz, ben her iki yolu da yaptım.

Şimdi, entegre RC devresinin ve paralel LC devresinin dikdörtgen bir darbe uygulandığında nasıl davrandığını hatırlayarak, birleştireceğiz basit bir devre resimli

İlk olarak, kapasitörün kapasitansını ölçüyoruz, şemadaki bağlantısının yeri C? ile işaretlenmiştir. Elimde 1K direnç yoktu, bu yüzden 100 Ohm kullandım ve 10pF kapasitör yerine 22pF kapasitör kullandım. Prensip olarak, herhangi bir direnç değeri seçebilirsiniz, ancak 50 Ohm'dan düşük olamaz, aksi takdirde jeneratör voltajı çok düşecektir.
Bu deneyde çıkış empedansı 50 Ohm olan bir sinyal üreteci kullanacağım. Jeneratörü açın ve genliği 4V olarak ayarlayın, jeneratörü şemaya göre monte ederseniz, besleme voltajını değiştirerek genliği ayarlayabilirsiniz.

Osiloskop problarını kondansatöre paralel olarak bağlayın. Aşağıdaki resim osiloskopta görünmelidir.

Biraz artıralım.

Kondansatördeki voltajın darbe voltajının %63'üne veya 2,52V'a ulaştığı süreyi ölçelim.

14.8uS'ye eşittir. Jeneratörün direnci devremize seri bağlandığı için mutlaka dikkate alınmalıdır sonuç olarak aktif direnç 150 Ohm dur. Tau değerini (14,8 uS) dirence (150 Om) bölün ve kapasitansı bulun, 98,7 nF'ye eşittir. Kapasitans, kapasitansın 100nF olduğunu söylüyor.

Şimdi endüktansı ölçelim. Şemada, indüktörün bağlantı yeri L? ile gösterilmiştir. Bobini bağlarız, jeneratörü açarız ve osiloskop probunu devreye paralel olarak bağlarız. Osiloskopta böyle bir resim göreceğiz.

Süpürmeyi artırıyoruz.

Salınım periyodunun 260KHz olduğunu görüyoruz.
Probun kapasitansı 100pF'dir ve bu durumda döngü kapasitansının %10'u olduğu için dikkate alınmalıdır. Devrenin toplam kapasitansı 1.1nF'dir. Şimdi endüktansı, kapasitörün kapasitansını (1.1nF) ve salınım frekansını (260KHz) bulmak için formda değiştirelim. Bu tür hesaplamalar için Coil32 programını kullanıyorum.

İşarete bakılırsa 340.6uH çıktı, endüktans 347uH ve bu mükemmel bir sonuç. Bu yöntem, endüktansı %10'a varan bir hatayla ölçmenizi sağlar.
Artık bir osiloskop kullanarak bir kapasitörün kapasitansını ve bir bobinin endüktansını nasıl ölçeceğimizi biliyoruz.

İster yeni başlayan ister deneyimli bir radyo amatör olsun, elektroniğe düşkün olan hemen hemen herkes cephaneliğinde ölçüm aletleri bulundurmak zorundadır. En sık ölçülenler elbette voltaj, akım ve dirençtir. İşin özelliklerine, transistörlerin parametrelerine, frekansa, sıcaklığa, kapasitansa, endüktansa bağlı olarak biraz daha az sıklıkla.

Birçok ucuz evrensel dijital var ölçüm aletleri, sözde multimetreler. Onların yardımıyla yukarıdaki miktarların neredeyse tamamını ölçebilirsiniz. Kombine enstrümanlarda çok nadir görülen endüktans hariç. Temel olarak, endüktans ölçer ayrı bir cihazdır, kapasitans ölçer (LC - metre) ile birlikte de bulunabilir.

Genellikle endüktansı sık sık ölçmek gerekli değildir. Kendime gelince, çok nadiren söyleyebilirim. Örneğin, bir tahtadan bir bobin lehimledim, ancak işaretlenmemiş. Ne tür bir endüktansa sahip olduğunu bulmak ilginçtir, böylece daha sonra bir yere uygulanabilir.

Veya bobini kendisi sardı ama kontrol edilecek bir şey yok. Bu tür epizodik ölçümler için ayrı bir cihaz satın almanın mantıksız olduğunu düşündüm. Bu yüzden çok basit bir endüktans ölçer devresi aramaya başladım. özel gereksinimler Doğruluğunu göstermedim - amatör ev yapımı ürünler için bu o kadar önemli değil.

Makalede açıklanan devrede bir ölçüm ve gösterge aracı olarak, hassasiyeti olan bir dijital voltmetre 200mV, hazır modül olarak satılmaktadır. Bu amaçla normal bir dijital multimetre kullanmaya karar verdim. UNI-T M838ölçüm sınırında 200mV sabit voltaj. Buna göre, devre basitleştirilir ve sonunda multimetrenin öneki şeklini alır.

Hariç tutulan parça. Dergimiz okuyucu bağışlarıyla varlığını sürdürmektedir. Bu makalenin tam sürümü yalnızca mevcuttur

Devrenin açıklamasını tekrar etmeyeceğim, orijinal makaledeki her şeyi okuyabilirsiniz (aşağıdaki arşiv). Biraz kalibrasyondan bahsedeceğim.

Endüktans ölçeri kalibre etme

Makale, aşağıdaki kalibrasyon yöntemini önermektedir (ilk aralık örneği için).
100 μH endüktanslı bir bobin bağlarız, P1 düzenleyici direnci ile ekranda 100.0 sayısını ayarlarız. Daha sonra 15 μH endüktanslı bir bobin bağlarız ve aynı düzeltici ile% 5 doğrulukla 15 rakamının bir göstergesini elde ederiz.

Benzer şekilde - diğer aralıklarda. Doğal olarak, kalibrasyon için doğru endüktanslara veya sahip olduğunuz endüktansları ölçmesi gereken örnek bir cihaza ihtiyaç vardır. Maalesef bununla ilgili sorunlarım vardı, bu yüzden normal şekilde kalibre etmek mümkün olmadı. Stokta lehimlenmiş bir düzine veya iki bobin var farklı tahtalar, çoğunda herhangi bir işaret yoktur.

Onları işte bir cihazla ölçtüm (hiç örnek değil) ve bobinlere yapıştırdığım kağıt bant parçalarına yazdım. Ancak, herhangi bir cihazın da bir tür hatası olması gerçeğinde hala bir sorun var.

Başka bir seçenek daha var: kullanabilirsiniz. Parçalardan yalnızca bir dirence, iki fişe ve iki kelepçeye ihtiyacınız var. Yazarın yazdığı gibi, bu programı nasıl kullanacağınızı da öğrenmeniz gerekiyor, ölçümler "belirli bir beyin ve el çalışması gerektiriyor." Buradaki ölçümlerin doğruluğu da "amatör radyo" olsa da, oldukça karşılaştırılabilir sonuçlar aldım.

Kurul ve Montaj

Panoyu Sprint Layout'ta geliştirdim, dosyalar bölümüne alın. Boyutlar küçük. Kullanılan düzeltici dirençler, yerli. Üç konumlu menzil anahtarı, bazı eski ithal radyolardan. Elbette diğer türleri uygulayabilirsiniz, sadece dosyayı düzeltin baskılı devre kartı detaylarınız için

Ölçümler sırasında endüktanslarının katkısını azaltmak için "muz" ve "timsah" tellerini daha kısa alıyoruz. Tellerin uçlarını doğrudan tahtaya (konektörler olmadan) lehimliyoruz ve bu yerde bir damla sıcakta eriyen yapıştırıcı ile sabitliyoruz.

Çerçeve

Çerçeve uygun herhangi bir malzemeden yapılabilir. Kasa için hurdadan bir parça 40x40 plastik montaj kutusu kullandım. Kutunun boyunu ve yüksekliğini tahtanın ölçülerine göre ayarladım, ölçüleri 67×40x20 oldu.

Kıvrımları bu şekilde doğru yerlere yapıyoruz. Kat yerini saç kurutma makinesi ile plastiğin yumuşadığı ancak henüz erimediği bir sıcaklığa kadar ısıtıyoruz. Daha sonra önceden hazırlanmış dikdörtgen bir yüzeye hızlı bir şekilde uyguluyoruz, dik açıyla büküyoruz ve plastik soğuyana kadar tutuyoruz. Hızlı soğutma için metal bir yüzeye uygulamak daha iyidir.

Yanıkları önlemek için eldiven veya eldiven kullanın. Öncelikle, kutunun küçük ve ayrı bir parçası üzerinde pratik yapmanızı öneririm.

Ardından doğru yerlere delikler açıyoruz. Plastiğin işlenmesi çok kolaydır, bu nedenle kasayı yapmak çok az zaman alır. Kapağı küçük vidalarla sabitledim.
Yazıcıya bir çıkartma bastırdım, üstüne yapışkan bantla lamine ettim ve çift taraflı “kendinden yapışkanlı” ile kapağa yapıştırdım.

Ölçüm örnekleri

Ölçümler basit ve hızlı bir şekilde yapılır. Bunu yapmak için bir multimetre bağlarız, bir anahtarla ayarlarız DC 200mV, etrafa yemek servisi 15 volt sayaçta (dengesiz hale getirilebilir - dengeleyici tahta üzerindedir), bobin uçlarına timsahlarla yapışıyoruz. İstenen ölçüm limitini seçmek için L-metre aralığı anahtarını kullanın.

100µH Endüktans Ölçüm Sonuçları

İlk aralık

İkinci aralık

Üçüncü aralık

LIMP programını kullanma

Planın dezavantajları: ek bir multimetre ve harici bir güç kaynağı gereklidir, biraz karmaşık ve anlaşılmaz bir kalibrasyon (özellikle kalibre edilecek bir şey olmadığında), düşük ölçüm doğruluğu, üst sınır küçüktür.

Bu basit endüktans ölçerin, yeni başlayan radyo amatörleri için olduğu kadar pahalı bir cihaz satın alacak kadar parası olmayanlar için de yararlı olabileceğine inanıyorum.

Bu sayacın kullanımı, endüktansın mutlak değerlerinin ölçümlerinin doğruluğu için katı gerekliliklerin olmadığı durumlarda haklı çıkar.

Sayaç, örneğin, ortak mod girişimini bastıran ağ filtresi bobinlerini sararken sargıların endüktansını izlemek için yararlı olabilir. Bu durumda, çekirdeğin doymasını önlemek için indüktörün iki sargısının özdeşliği önemlidir.

kaynaklar

1. Makale. Bir radyo amatörüne yardım. Sayı 10. Radyo amatörleri için bilgi incelemesi / Comp. M.V. Adamenko. - M.: NT Matbaası, 2006. - S. 8.

Talimat

Bir LC metre satın alın. Çoğu durumda, geleneksel multimetrelerde bulunurlar. Ölçüm işlevine sahip multimetreler de vardır - böyle bir cihaz size de uyacaktır. Bu cihazlardan herhangi biri, satış yapan özel mağazalardan satın alınabilir. elektronik parçalar.

Bobinin bulunduğu kartın enerjisini kesin. Gerekirse kart üzerindeki kondansatörleri boşaltın. Ölçmek istediğiniz bobini tahtadan çözün (bu yapılmazsa, ölçümde gözle görülür bir hata ortaya çıkacaktır) ve ardından cihazın giriş jaklarına bağlayın (hangilerine, üzerinde belirtilir) talimatlar). Cihazı, genellikle "2 mH" olarak belirtilen tam sınıra getirin. Endüktans iki milihenriden azsa, o zaman belirlenecek ve göstergede gösterilecek, ardından ölçümün tamamlanmış olduğu kabul edilebilir. Bu değerden büyükse, cihaz aşırı yük gösterecektir - en yüksek basamakta bir birim ve geri kalanında boşluklar görünecektir.

Sayaç aşırı yük gösteriyorsa, sayacı bir sonraki, daha kaba sınıra getirin - "20 mH". Lütfen göstergedeki ondalık noktanın hareket ettiğini - ölçeğin değiştiğini unutmayın. Bu kez ölçüm başarılı olmazsa, aşırı yük ortadan kalkana kadar limitleri daha kaba olanlara doğru değiştirmeye devam edin. Bundan sonra sonucu okuyun. Daha sonra anahtara bakarsanız, bu sonucun henry veya milihenry cinsinden ifade edilip edilmediğini bileceksiniz.

Bobini cihazın giriş soketlerinden ayırın, ardından karta geri lehimleyin.

Cihaz en doğru limitte bile sıfır gösteriyorsa, bobin ya çok küçük bir endüktansa sahiptir ya da kısa devre dönüşleri içermektedir. En kaba sınırda bile bir aşırı yük belirtilmişse, bobin ya kırılmıştır ya da cihazın ölçmek için tasarlanmamış olduğu çok fazla endüktansa sahiptir.

İlgili videolar

Not

Bir LC ölçüm cihazını asla canlı bir devreye bağlamayın.

Yararlı tavsiye

Bazı LC metrelerin özel bir ayar düğmesi vardır. Cihazın nasıl kullanılacağına ilişkin talimatları okuyun. Ayar yapılmadan, cihaz okumaları yanlış olacaktır.

Bir indüktör, manyetik enerjiyi manyetik alan şeklinde depolayan sarmal bir iletkendir. Bu eleman olmadan, ekipman üzerinde bir radyo vericisi veya bir radyo alıcısı oluşturmak imkansızdır. kablolu bağlantı. Ve çoğumuzun çok alışık olduğu TV, indüktör olmadan düşünülemez.

İhtiyacın olacak

• Çeşitli kesitlerde teller, kağıt, yapıştırıcı, plastik silindir, bıçak, makas

Talimat

Bu verilerden değeri hesaplayın. Bunu yapmak için serideki voltaj değerini 2'ye bölün, sayı 3.14, akımın frekans değerleri ve akımın gücü. Sonuç, Henry (H) cinsinden bu bobin için endüktans değeri olacaktır. Önemli not: bobini sadece kaynağa bağlayın alternatif akım. Bobinde kullanılan iletkenin aktif direnci ihmal edilebilir olmalıdır.

Solenoid endüktans ölçümü.
Bir solenoidin endüktansını ölçmek için, uzunlukları ve mesafeleri ölçmek için bir cetvel veya başka bir alet alın ve solenoidin uzunluğunu ve çapını metre cinsinden belirleyin. Bundan sonra dönüş sayısını sayın.

Ardından solenoidin endüktansını bulun. Bunu yapmak için dönüş sayısını ikinci güce yükseltin, sonucu 3,14 ile çarpın, çapı ikinci güce bölün ve sonucu 4'e bölün. Ortaya çıkan sayıyı solenoidin uzunluğuna bölün ve 0,0000012566 (1,2566) ile çarpın * 10-6). Bu, solenoidin endüktansının değeri olacaktır.

Mümkünse, belirli bir iletkenin endüktansını belirlemek için özel bir cihaz kullanın. AC köprüsü adı verilen bir devreye dayanmaktadır.

İndüktör, akarken manyetik enerjiyi depolayabilir elektrik akımı. Bir bobinin ana parametresi endüktansıdır. Endüktans Henry (H) cinsinden ölçülür ve L harfi ile gösterilir.

İhtiyacın olacak

• indüktör parametreleri

Talimat

Kısa bir iletkenin endüktansı şu şekilde belirlenir: L \u003d 2l (ln (4l / d) -1) * (10 ^ -3), burada l telin uzunluğu ve d telin çapıdır santimetre. Tel çerçeveye sarılırsa, bir bobin oluşur. Manyetik akı yoğunlaşır ve sonuç olarak endüktans değeri artar.

Bobinin endüktansı, bobinin doğrusal boyutları, çekirdeğin manyetik geçirgenliği ve sarım dönüş sayısının karesi ile orantılıdır. Toroidal bir çekirdeğe sarılmış bir bobinin endüktansı: L = μ0*μr*s*(N^2)/l. Bu formülde, μ0 manyetik sabittir, μr, çekirdek malzemenin frekansa bağlı olan bağıl manyetik geçirgenliğidir), s,

Döngü bobinlerini, bobinleri, trafo sargılarını karakterize eden ana parametre endüktans L'dir. Yüksek frekans devrelerinde, yüzlerce mikrohenriden onlarca milihenriye kadar endüktanslı bobinler kullanılır; düşük frekanslı devrelerde kullanılan bobinler, yüzlerce ve binlerce haneye kadar endüktanslara sahiptir. Salınım sistemlerinin bir parçası olan yüksek frekanslı bobinlerin endüktansının% 5'ten fazla olmayan bir hatayla ölçülmesi arzu edilir; diğer çoğu durumda, %10-20'ye varan bir ölçüm hatası kabul edilebilir.

Pirinç. 1. İndüktörün eşdeğer devreleri.

Her bobin, endüktansa (L) ek olarak, kendi (dönüşler arası) kapasitansı (CL) ve uzunluğu boyunca dağılmış aktif kayıp direnci (RL) ile de karakterize edilir. Geleneksel olarak, L, CL ve RL'nin konsantre olduğuna ve doğal bir rezonans frekansına sahip kapalı bir salınım devresi (Şekil 1, a) oluşturduğuna inanılmaktadır.

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

C L kapasitansının etkisi nedeniyle, yüksek bir f frekansında ölçüm yapılırken, belirlenen gerçek endüktans L değil, endüktansın etkin veya dinamik değeri belirlenir.

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

düşük frekanslarda ölçülen endüktanstan (L) belirgin şekilde farklı olabilir.

Artan frekansla birlikte, yüzey etkisi, enerji radyasyonu, sargı izolasyonu ve çerçevesindeki yer değiştirme akımları ve çekirdekteki girdap akımları nedeniyle indüktörlerdeki kayıplar artar. Bu nedenle, bobinin mevcut aktif direnci R d, bir ohmmetre veya köprü ile ölçülen direncini R L önemli ölçüde aşabilir. doğru akım. Bobinin kalite faktörü ayrıca f frekansına da bağlıdır:

Q L \u003d 2 * π * f * L d / R d.

Şek. 1, b, çalışma parametrelerini dikkate alarak indüktörün eşdeğer devresini gösterir. Tüm parametrelerin değerleri frekansa bağlı olduğundan, çalışma modlarına karşılık gelen bir güç kaynağı salınım frekansında bobinlerin, özellikle yüksek frekanslı bobinlerin test edilmesi arzu edilir. Test sonuçları belirlenirken, "d" indeksi genellikle atlanır.

İndüktörlerin parametrelerini ölçmek için esas olarak voltmetre - ampermetre, köprü ve rezonans yöntemleri kullanılır. Ölçümlerden önce, indüktörde açık devre ve kısa devre dönüşü olup olmadığı kontrol edilmelidir. Herhangi bir ohmmetre veya prob ile bir açık kolayca tespit edilirken, kısa devre tespiti özel bir test gerektirir.

İndüktörlerin en basit testleri için bazen katot ışınlı osiloskoplar kullanılır.

Kısa devre bobinlerinin göstergesi

devamsızlık kontrolü kısa devreçoğu zaman, bobini, kendi kendine osilatörün salınım devresinin bir parçası olan başka bir bobinin yanına test altına alarak gerçekleştirilir; salınımların varlığı ve seviyeleri telefonlar, bir işaretçi, elektronik ışık veya diğer araçlar kullanılarak kontrol edilir. gösterge. Kısa devre dönüşlü bir bobin, devrenin kalite faktörünü ve etkin endüktansını azaltarak, kendisiyle ilişkili devreye aktif kayıplar ve reaktans getirecektir; sonuç olarak, kendinden osilatörün salınımları zayıflar ve hatta bozulur.

Pirinç. 2. Absorpsiyon olgusunu kullanan bir rezonant kapasitans ölçer şeması.

Bu tipte hassas bir cihaz, örneğin Şekil 1'deki devreye göre yapılmış bir jeneratör olabilir. 2. Döngü bobini L1'e getirilen kısa devre dönüşlü bir bobin, mikroampermetre μA'nın okumalarında gözle görülür bir artışa neden olacaktır.

Test devresi, güç kaynağının frekansına ayarlanmış bir seri devre olabilir (bkz. "Radyo", 72-5-54); test edilen bobinin kısa devre dönüşlerinin etkisi altında bazı göstergeler tarafından kontrol edilen bu devrenin elemanları üzerindeki voltaj, akort ve artan kayıplar nedeniyle azalacaktır. Dengeli bir AC köprüsü kullanmak da mümkündür, bu durumda kollarından biri kuplaj bobini olmalıdır (Lx bobini yerine); test edilen bobinlerin kısa devre yapması köprünün dengesinin bozulmasına neden olur.

Test cihazının hassasiyeti, ölçüm devresinin bobini ile test edilen bobin arasındaki bağlantı derecesine bağlıdır, artırmak için her iki bobinin de bu durumda açık olan ortak bir çekirdeğe yerleştirilmesi arzu edilir.

Yüksek frekans bobinlerini test etmek için özel cihazların yokluğunda, bir radyo alıcısı kullanabilirsiniz. İkincisi, iyi duyulabilen bir istasyona ayarlanır, ardından test edilen bobin, aktif döngü bobinlerinden birinin, örneğin bir manyetik antenin (tercihen onunla aynı eksende) yanına yerleştirilir. Kısa devre dönüşlerin varlığında, ses belirgin şekilde azalacaktır. Alıcının ayarlama frekansı, test edilen bobinin doğal frekansına yakınsa, ses seviyesinde bir azalma da meydana gelebilir. Bu nedenle, hatayı önlemek için, alıcıyı frekanstaki ilk istasyondan yeterince uzakta olan başka bir istasyona ayarlarken test tekrarlanmalıdır.

Voltmetre - ampermetre yöntemi kullanılarak endüktansların ölçülmesi

Voltmetre - ampermetre yöntemiölçüm devresine düşük frekanslı bir kaynak F = 50...1000 Hz ile güç verildiğinde nispeten büyük endüktansları ölçmek için kullanılır.

Ölçüm şeması, Şek. 3, A. İndüktörün empedansı Z, formül ile hesaplanır.

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

AC enstrüman okumalarına göre V~ ve mA~. Voltmetrenin üst (şemaya göre) çıkışı şu noktaya bağlanır: A Z'de<< Z в и к точке B Z >> Z a'da, burada Z in ve Z a sırasıyla voltmetre V~ ve miliampermetre mA~'nın giriş empedanslarıdır. Kayıplar küçükse, yani R<< X = 2*π*F*L x , то измеряемая индуктивность определяется формулой

L x ≈ U/(2*π*F*I).

Boyutlarını azaltmak için yüksek endüktanslı bobinler genellikle çelik çekirdekli yapılır. İkincisinin varlığı, manyetik akının bobinden geçen akıma doğrusal olmayan bir bağımlılığına yol açar. Bu bağımlılık, sargıları boyunca hem alternatif hem de doğru akımların aktığı, önyargı ile çalışan bobinler için özellikle zor hale gelir. Bu nedenle, çelik çekirdekli bobinlerin endüktansı, içinden geçen akımın değerine ve yapısına bağlıdır. Örneğin, büyük bir sabit akım bileşeni ile çekirdeğin manyetik doygunluğu meydana gelir ve bobinin endüktansı keskin bir şekilde azalır. Ayrıca, çekirdeğin geçirgenliği ve bobinin endüktansı, alternatif akımın frekansına bağlıdır. Çelik çekirdekli bobinlerin endüktans ölçümünün, çalışma modlarına yakın koşullar altında yapılması gerektiği sonucu çıkar. Şek. 3, A bu, kesik çizgi ile gösterilen bir DC devresi ile tamamlanarak sağlanır. Gerekli öngerilim akımı, DC miliampermetrenin okumalarına göre reosta R2 tarafından ayarlanır. mA. Ayırma kapasitörü C ve indüktör Dr, DC ve AC güç devrelerini ayırarak aralarındaki karşılıklı etkiyi ortadan kaldırır. Bu devrede kullanılan AC cihazlar ölçtükleri akımın veya voltajın sabit bileşenlerine cevap vermemeli; bir voltmetre V ~ için bu, birkaç mikrofarad kapasiteli seri bir kondansatör bağlayarak kolayca elde edilir.

Pirinç. 3. Bir voltmetre - ampermetre yöntemi kullanarak endüktansı ölçmek için şemalar.

Alternatif akım miliampermetreden vazgeçmeyi mümkün kılan ölçüm devresinin başka bir çeşidi, Şekil 2'de gösterilmektedir. 3, B. Bu devrede, reostalar R1 ve R2 (güç kaynaklarına paralel bağlanmış potansiyometrelerle değiştirilebilirler) AC ve DC için gerekli test modunu ayarlar. Anahtar konumunda 1 İÇİNDE voltmetre V~ bobin Lx üzerindeki alternatif voltajı U1 ölçer. Anahtar 2 konumuna getirildiğinde, devredeki alternatif akımın değeri aslında referans rezistörü Ro üzerindeki voltaj düşüşü U2 tarafından kontrol edilir. Bobindeki kayıplar küçükse, yani R<< 2*π*F*L x , то измеряемую индуктивность можно рассчитать по формуле

L x ≈ U1*R o /(2*π*F*U 2).

İndüktörlerin parametrelerini ölçmek için köprü yöntemi. Üniversal ölçüm köprüleri

İndüktörlerin parametrelerini ölçmek için tasarlanan köprüler, iki aktif direnç kolundan, direnci genellikle karmaşık olan bir ölçüm nesnesine sahip bir koldan ve reaktif elemanlı bir koldan - bir kapasitör veya bir indüktörden oluşur.

Pirinç. 4. Endüktansları ve kayıp dirençlerini ölçmek için bir şarjör köprüsü şeması.

Magazin tipi ölçüm köprülerinde, kapasitörlerin reaktif elemanlar olarak kullanılması tercih edilir, çünkü ikincisinde enerji kayıpları önemsiz hale getirilebilir ve bu, incelenen bobinlerin parametrelerinin daha doğru bir şekilde belirlenmesine katkıda bulunur. Böyle bir köprünün şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 4. Buradaki düzenlenmiş eleman, değişken bir direnç R2 tarafından şöntlenen, değişken kapasiteye sahip (veya bir kapasite deposu) kapasitör C2'dir; ikincisi, bobindeki kayıp direnci Rx tarafından yaratılan faz kaymasını Lx endüktansı ile dengelemeye yarar. Genlik denge koşulunu (Z 4 Z 2 = Z 1 Z 3) uygulayarak şunu buluruz:

(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 .

Faz açıları φ1 = φ3 = 0 olduğundan, faz denge koşulu (φ4 + φ2 = φ1 + φ3) φ4 + φ2 = 0 veya φ4 = -φ2 veya tg φ4 = -tg φ2 eşitliği olarak yazılabilir. (tg φ =X/R) formülünün Lx'li kol için ve formül (tg φ =R/X)'nin φ2 açısının negatif değeri olan C 2 kapasiteli kol için geçerli olduğu dikkate alınarak, sahibiz

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

Yukarıdaki denklemleri birlikte çözerek şunu elde ederiz:

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

Son formüllerden, C2 kondansatörü ve R2 direncinin, Lx ve Rx değerlerini doğrudan değerlendirmek için ölçeklere sahip olabileceği ve bunlar tarafından yapılan genlik ve faz ayarlamalarının birbirinden bağımsız olduğu ve bu da hızlı bir şekilde dengelemenize izin verdiği sonucu çıkar. köprü.

Ölçülen değer aralığını genişletmek için, R1 veya R3 dirençlerinden biri genellikle bir direnç kutusu şeklinde yapılır.

Çelik çekirdekli bobinlerin parametrelerini ölçmek gerekirse, Şek. 4, sabit bir voltaj kaynağı U o, bir reosta R o ve bir DC miliampermetre ile desteklenir mA, akımın değişken ve sabit bileşenlerinin devrelerini ayıran, öngerilim akımını ve ayrıca jikle Dr ve kapasitör C'yi ayarlamaya ve kontrol etmeye hizmet eder.

Pirinç. 5. Endüktansları ve kalite faktörlerini ölçmek için bir dergi köprüsü şeması

Şek. Şekil 5, C2 kapasitörünün sabit bir kapasitansa sahip olduğu ve R1 ve R2 dirençlerinin değişken olarak alındığı mağaza köprüsünün başka bir versiyonunun bir diyagramını göstermektedir. Ölçüm aralığı, köprüde çeşitli derecelerde dirençler R3 dahil edilerek genişletilir. Formül (1) ve (2)'den, bu devredeki genliklerin ve fazların ayarlamalarının birbirine bağlı olduğu anlaşılmaktadır, bu nedenle köprünün dengelenmesi, R1 ve R2 dirençlerinin dönüşümlü olarak değiştirilmesiyle sağlanır. Endüktans Lx, anahtarın ayarıyla belirlenen çarpan dikkate alınarak R1 direnci ölçeğinde değerlendirilir. İÇİNDE. Direnç R2 ölçeğindeki okuma genellikle bobinlerin kalite faktörü değerlerinde yapılır.

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

güç kaynağının F frekansında. Son formülün geçerliliği, eşitliğin (1) sol ve sağ kısımları, eşitliğin (2) karşılık gelen kısımlarına bölünürse doğrulanabilir.

Diyagramda belirtilen verilerle ölçüm köprüsü, yaklaşık 20 μH ila 1, 10, 100 mH arasındaki endüktansları ölçmenizi sağlar; 1 ve 10 H (çelik damarlar olmadan) ve Q L ≈ 60'a kadar kalite faktörü. Güç kaynağı, salınım frekansı F ≈ 1 kHz olan bir transistör jeneratörüdür. Dengesizlik voltajı, Tf telefonlara yüklenen bir transistör amplifikatörü tarafından yükseltilir. 2F ≈ 2 kHz'e ayarlanmış çift T-biçimli RC filtresi, köprünün dengelenmesini kolaylaştıran ve ölçüm hatasını azaltan kaynak salınımlarının ikinci harmoniği bastırır.

Köprü sayaçları endüktanslar, kapasitanslar ve aktif dirençler bir dizi özdeş elemana sahiptir. Bu nedenle, genellikle tek bir cihazda birleştirilirler - evrensel bir ölçüm köprüsü. Yüksek hassasiyetli üniversal köprüler, şekil 2'de gösterilenler gibi magazin devrelerine dayanmaktadır. 5. Sabit bir voltaj kaynağı veya doğrultucu (Rx ölçüm devresini besleyen), birkaç watt çıkış gücüne sahip düşük frekanslı bir jeneratör, bir manyetoelektrik galvanometreye yüklenmiş çok aşamalı bir dengesizlik voltaj amplifikatörü içerirler; ikincisi, aktif dirençleri ölçerken doğrudan köprünün ölçüm diyagonaline dahil edilir. Gerekli ölçüm şeması, oldukça karmaşık bir anahtarlama sistemi kullanılarak oluşturulur. Bu tür köprülerde, bazen köprü dengeli değilse hassasiyeti keskin bir şekilde düşen logaritmik tipte göstergeler kullanılır.

Pirinç. 6. Dirençleri, kapasitansları ve endüktansları ölçmek için evrensel bir reokord köprüsü şeması

Çok daha basit olanı, radyo bileşenlerinin parametrelerini% 5-15'lik bir hatayla ölçen reokord tipi evrensel köprülerdir. Böyle bir köprünün olası bir şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 6. Köprü, endüktif üç noktalı devreye göre yapılmış bir transistör jeneratörü tarafından uyarılan yaklaşık 1 kHz frekanslı bir voltajla her türlü ölçüm için beslenir. Denge göstergesi, yüksek dirençli bir telefon Tf'dir. Dirençler R2 ve R3, köprünün R2 / R3 direnç oranında yumuşak bir değişiklikle dengelenmesini sağlayan bir tel reokord (veya daha yaygın olarak geleneksel bir potansiyometre) ile değiştirilmiştir. Bu oran, gösterge aralığı genellikle 0,1 ve 10'luk aşırı değerlerle sınırlı olan reokord ölçeğinde ölçülür. Ölçülen değer, reokord üzerindeki okumanın ürünü olarak dengeli bir köprü ile belirlenir. ölçek ve çarpan ayar anahtarı B tarafından belirlenir. Her tip ve ölçüm limiti, köprü devresine gerekli derecelendirmenin karşılık gelen destekleyici elemanının dahil edilmesine karşılık gelir - bir kapasitör C o (C1), bir direnç R o (R4) veya bir indüktör Lo (L4).

Ele alınan şemanın bir özelliği, ölçülen Rx ve Lx elemanlarının köprünün ilk koluna dahil edilmesidir (destek elemanları Ro ve Lo dördüncü kolda yer alır) ve Cx, aksine , dördüncü kolda (birinci omuzda C o - ile). Bundan dolayı, ölçülen tüm niceliklerin değerlendirilmesi, tipteki benzer formüllere göre gerçekleştirilir.

A X \u003d A o (R2 / R3),

A x ve A o karşılık gelen ölçülen ve referans elemanların değerleridir.

Değişken direnç R5, endüktansları ölçerken faz kaymalarını telafi etmeye ve köprünün dengesini iyileştirmeye yarar. Aynı amaçla, bazen, genellikle gözle görülür kayıplara sahip olan büyük kapasitelerin ölçüm sınırında referans kapasitör C'nin devresine küçük dirençli değişken bir direnç dahil edilir.

Operatörün elinin etkisini ortadan kaldırmak için, reokordun kaydırıcısı genellikle cihazın gövdesine bağlanır.

rezonant endüktans ölçerler

Rezonans yöntemleri, yüksek frekanslı indüktörlerin parametrelerini çalışma frekansları aralığında ölçmeyi mümkün kılar. Şemalar ve ölçüm yöntemleri, elbette ölçüm nesnelerinin özelliklerini dikkate alarak, kapasitör kapasitanslarının rezonans ölçümlerinde kullanılanlara benzer.

Pirinç. 7. Jeneratör ölçeğinde bir okuma ile endüktansları ölçmek için rezonans şeması

Araştırılan indüktör, salınım devresinin bir elemanı olarak yüksek frekanslı bir jeneratöre dahil edilebilir; Bu durumda, endüktans Lx, jeneratörün salınım frekansını ölçen frekans ölçerin okumalarına dayanarak belirlenir.

Daha sıklıkla, Lx bobini, örneğin bir jeneratör (Şekil 2) veya bir yayın istasyonunun frekansına ayarlanmış bir radyo alıcısının giriş devresi gibi bir yüksek frekanslı salınım kaynağı ile ilişkili bir ölçüm devresine bağlanır ( Şekil 8). Ölçüm devresinin ayar çekirdeği ve değişken kapasitör C o içeren bir bağlantı bobininden (L) oluştuğunu varsayalım.

Pirinç. 8. Bir radyo alıcısı kullanarak rezonans yöntemiyle kapasitansları ölçme şeması

Daha sonra aşağıdaki ölçüm prosedürü uygulanabilir. L endüktansını ayarlayarak kapasitörün Co1 maksimum kapasitansındaki ölçüm devresi, salınım kaynağının bilinen bir f frekansı ile rezonansa ayarlanır. Daha sonra, elemanları ile seri olarak devreye bir Lx bobini dahil edilir, ardından Co kapasitansı belirli bir C o2 değerine düşürülerek rezonans geri yüklenir. Ölçülen endüktans formül ile hesaplanır

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

Geniş aralıklı rezonans ölçerlerde, ölçüm devresi bir referans kondansatörü Co ve incelenen bobin Lx'den oluşur. Devre, endüktif olarak ve daha sık olarak, yüksek frekanslı bir jeneratör ile küçük kapasiteli bir kapasitör Cı (Şekil 7 ve 9) aracılığıyla bağlanır. Devrenin rezonans ayarına karşılık gelen f 0 jeneratörünün salınım frekansı biliniyorsa, ölçülen endüktans formül ile belirlenir.

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

Ölçüm devreleri oluşturmak için iki seçenek vardır. İlk varyantın devrelerinde (Şekil 7), kapasitör C sabit bir kapasitansla alınır ve rezonans, düzgün bir frekans aralığında çalışan jeneratörün ayarı değiştirilerek elde edilir. Lx'in her değeri belirli bir rezonans frekansına karşılık gelir

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

bu nedenle, jeneratör döngü kapasitörüne Lx değerlerinde okunan bir ölçek sağlanabilir. Geniş bir ölçülen endüktans aralığı ile, jeneratörün her bir alt aralıkta Lx'i tahmin etmek için ayrı ölçeklere sahip birkaç frekans alt aralığına sahip olması gerekir. Cihaz, frekans ölçeğine sahip bir jeneratör kullanıyorsa, f 0 ve C o değerlerinden L x'i belirlemek için tablolar veya grafikler derlenebilir.

Bobinin C L öz kapasitansının ölçüm sonuçları üzerindeki etkisini hariç tutmak için kapasitans Co büyük olmalıdır; Öte yandan, küçük endüktansları ölçerken, rezonansta fark edilir gösterge okumaları elde etmek için gerekli olan yeterince büyük bir Lx /Co oranı sağlamak için küçük bir Co kapasitansına sahip olunması arzu edilir. Uygulamada C o \u003d 500 ... 1000 pF alırlar.

Yüksek frekans üreteci, alt aralıklara bölünmemiş sınırlı bir frekans aralığında çalışıyorsa, endüktans ölçümünün sınırlarını genişletmek için birkaç anahtarlamalı kapasitör Co kullanılır; kapasitansları 10 kat farklılık gösteriyorsa, o zaman Lx, 10'un katları olan çarpanlar kullanılarak aynı jeneratör ölçeği kullanılarak tüm limitlerde tahmin edilebilir. Bununla birlikte, böyle bir planın önemli sakıncaları vardır.

Önemli bir içsel kapasitansa (Cl) sahip nispeten büyük endüktansların ölçümü, küçük bir kapasitans (Co) ile sınırda gerçekleşir ve tersine, küçük endüktansların ölçümü, büyük bir kapasitans (Co) ile olumsuz bir Lx / oranıyla sınırda gerçekleştirilir. C o ve devrede küçük bir rezonans voltajı.

Pirinç. 9. Referans kapasitörün ölçeğine göre endüktansları ölçmek için rezonans devresi

Devreleri ikinci seçeneğe göre yapılan rezonans sayaçlarında (Şekil 9), endüktanslar sabit bir jeneratör frekansı f 0'da ölçülür. Ölçüm devresi, ölçekte okuması formül (3) uyarınca doğrudan Lx değerlerinde gerçekleştirilebilen değişken bir kapasitör Co kullanılarak jeneratörün frekansı ile rezonansa ayarlanmıştır. Sırasıyla C m ve C n ile devrenin maksimum ve ilk kapasitansını ve L m ve L n ile - ölçülen endüktansların maksimum ve en küçük değerlerini belirlersek, o zaman cihazın ölçüm sınırları oranla sınırlı olacaktır.

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

Tipik değişken kapasitörler, yaklaşık 30'luk bir kapasitans örtüşmesine sahiptir. Büyük endüktansları ölçerken hatayı azaltmak için, devrenin başlangıç ​​kapasitansı Cn, devreye genellikle ayar tipi ek bir kapasitör Cd dahil edilerek artırılır.

Rotorun iki uç konumundaki kapasitanslarındaki farka eşit olan Co kapasitörünün kapasitansındaki en büyük değişikliği ΔС o ile belirtirsek, o zaman seçilen L m / L n oranını elde etmek için devrenin olması gerekir. başlangıç ​​kapasitesi

C n \u003d ΔC o: (L m / L n -1). (5)

Örneğin, ΔC o = 480 pF ve L m / L n = 11 oranında, C n = 48 pF elde ederiz. Hesaplamadaki C n ve L m / L n değerleri ilk veriler ise, kapasitans farkı olan bir kapasitör C o kullanmak gerekir.

ΔC o ≥ Cn (L m / L n -1).

Büyük C n ve L m / L n değerleri için, çift veya üçlü bir değişken kapasitör bloğu kullanmak gerekebilir.

Jeneratörün çalışması gereken frekans f 0, L m ve C n veya L n ve C m değerleri yerine getirildiğinde formül (4) ile belirlenir Genel ölçüm aralığını genişletmek için jeneratör çalıştırılır. birkaç anahtarlanmış sabit frekansta. Jeneratörün komşu frekansları 10 0,5 ≈ 3,16 kat farklılık gösteriyorsa, tüm limitlerde, 10'un katları olan ve frekans anahtarı ayarlanarak belirlenen ortak kapasitör endüktansları C o ölçeğini kullanmak mümkündür (Şek. 9). Ölçülen endüktansların tüm aralığının düzgün bir örtüşmesi, C m / C n ≥ 10 devresinin kapasitans oranıyla sağlanır. Yaklaşık C kapasitörü logaritmik bir tip ise, endüktans ölçeği doğrusala yakındır.

Sabit bir frekans üreteci yerine, endüktansları ölçmek için gereken sınıra bağlı olarak ayarlanan, frekansta yumuşak bir değişime sahip bir ölçüm üreteci kullanabilirsiniz.

Endüktansları ve kapasitansları ölçmek için rezonans devreleri, bir dizi özdeş elemana ve benzer bir ölçüm tekniğine sahip olduklarından, genellikle tek bir cihazda birleştirilir.

Örnek. Şekil 2'deki devreye göre çalışan bir rezonant endüktans ölçeri hesaplayın. 9, bölümlerinin kapasitesi 15 ila 415 pF arasında değiştirilebilen çift değişken kapasitör bloğu kullanıldığında 0,1 μH - 10 mH ölçüm aralığı için.

Çözüm
1. Devrenin kapasitansındaki en büyük değişiklik ΔС о \u003d 2 * (415-15) \u003d 800 pF.

2. L m / L n = 11 oranını seçiyoruz. Ardından cihazın beş ölçüm sınırı olacaktır: 0.1-1.1; 1-11; 10-110; 100-1100mcg ve 1-11mH.

3. (5)'e göre devrenin başlangıç ​​kapasitansı C n \u003d 800/10 \u003d 80 pF olmalıdır. 30 pF'ye eşit kapasitör bloğunun ilk kapasitansı göz önüne alındığında, devreye maksimum 50 ... 80 pF kapasitanslı bir ayar kapasitörü C d dahil ediyoruz.

4. Devrenin maksimum kapasitesi C m \u003d C n + ΔC o \u003d 880 pF.

5. (4)'e göre jeneratör birinci ölçüm limitinde bir frekansta çalışmalıdır.
f 01 \u003d 1 / (2 * π * (L n Cm) 0,5) ≈ 0,16 * (0,1 * 10 ^ -6 * 880 * 10 ^ -12) ≈ 17 MHz.
Diğer ölçüm limitleri için sırasıyla şunları buluruz: f 02 = 5.36 MHz; f03 = 1.7 MHz; f 04 = 536 kHz; f 05 = 170 kHz.

6. 1-11 μH ölçüm limiti için endüktans ölçeğini uyguluyoruz.

Q-metre (kümümetre)

Yüksek frekanslı devrelerin elemanlarının kalite faktörünü ölçmek için tasarlanmış cihazlara genellikle kumometre denir. Ölçüm cihazlarının çalışması, kalite faktörünün ölçümünün endüktans, kapasitans, doğal rezonans frekansı ve test edilen elementlerin bir dizi başka parametresinin ölçümü ile birleştirilmesine izin veren rezonans fenomeninin kullanımına dayanmaktadır.

Basitleştirilmiş bir diyagramı Şek. 10, üç ana bileşen içerir: jeneratör yüksek frekans, ölçüm devresi ve rezonans göstergesi. Jeneratör, örneğin 50 kHz'den 50 MHz'e kadar geniş, düzgün şekilde örtüşen bir frekans aralığında çalışır; bu, test edilen elemanların çalışma frekansında birçok ölçümün yapılmasına izin verir.

Araştırılan Lx, Rx indüktörü kelepçeler 1 ve 2 aracılığıyla ölçüm devresine değişken referans kondansatörü Co ve kuplaj kondansatörü C2 ile seri olarak dahil edilir; ikincisinin kapasitansı şu koşulu karşılamalıdır: C 2 >> C o.m, burada C o.m, C o kapasitörünün maksimum kapasitansıdır. Büyük bir bölme faktörüne sahip kapasitif bir bölücü C 1, C 2 aracılığıyla

N \u003d (C2 + C1) / C1

jeneratörden devreye gerekli yüksek frekans f civarında bir referans voltajı U verilir. Devrede ortaya çıkan akım, kapasitör Co üzerinde yüksek frekanslı bir voltmetre V2 ile ölçülen bir voltaj düşüşü U C oluşturur.

Voltmetre V2'nin giriş direnci, ölçüm cihazının çalışma frekansları içinde çok büyük olmalıdır. Yeterince yüksek bir hassasiyetle, voltmetre, giriş kapasitansı kapasitörün başlangıç ​​kapasitansının bir bileşeni olarak dikkate alınan kapasitif bir voltaj bölücü aracılığıyla ölçüm devresine bağlanır. Ölçüm devresini oluşturan tüm kondansatörlerin kayıpları çok düşük olduğundan, devrenin aktif direncinin esas olarak incelenen bobinin kayıp direnci Rx tarafından belirlendiği varsayılabilir.

Pirinç. 10. Kumerin basitleştirilmiş şeması

Co kondansatörünün kapasitansını değiştirerek, ölçüm devresi, voltmetre V2'nin maksimum okumalarına göre jeneratör frekansı f ile rezonansa ayarlanır. Bu durumda, I p ≈ U o / R x devresinde bir akım akacak ve kondansatörde bir voltaj düşüşü yaratacaktır.

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

1/(2*π*f*С o) = 2*&pi*f*L x rezonansında, şunu buluruz:

UC ≈ U o (2*π*f*L x)/R x = U o Q L ,

burada Q L \u003d (2 * π * f * L x) / R x, L x bobininin f frekansındaki kalite faktörüdür. Bu nedenle, voltmetre V2'nin okumaları kalite faktörü Q L ile orantılıdır. Sabit bir U o voltajında, voltmetrenin ölçeği Q L ≈ U C / U o değerlerinde doğrusal olarak derecelendirilebilir. Örneğin, U o \u003d 0,04 V ve voltmetre U p \u003d 10 V ölçüm limiti ile, 2, 4, 6, 8 ve 10 V voltmetre girişindeki voltajlar Q L eşit bir kalite faktörüne karşılık gelecektir. 50, 100, 150, 200 ve 250'ye.

Yaklaşık anma gerilimi U, jeneratörün çıkış aşamasının modu ayarlanarak ayarlanır. Bu voltajın kontrolü, jeneratörün çıkışında U 1 \u003d U yaklaşık N voltajını ölçen yüksek frekanslı bir voltmetre V1'in okumalarına göre gerçekleştirilir. Örneğin, V2 voltmetrenin kalite ölçeği Uо = 0,04 V ve bölme faktörü N = 20'de yapılırsa, jeneratörün çıkışında U x = 0,04 * 20 = 0,8 V voltajı korunmalıdır. Voltmetre V1'in ölçüm limiti, hesaplanan U1 voltaj değerini biraz aşmalı ve örneğin 1 V'a eşit olmalıdır.

Kalite faktörlerini ölçmenin üst sınırında bir artış, gerilim U'yu nominal değerden birkaç kat daha düşük bir değere düşürerek elde edilir. U o \u003d 0,04 V voltajında, kalite faktörlerinin Q L \u003d 250 değerine doğrudan okunmasının sağlandığını varsayalım.Bununla birlikte, U o voltajı yarı yarıya 0,02 V'a düşürülürse, o zaman iğne voltmetre V2 kalite faktörü Q L = U p / U o = 10 / 0.02 = 500 ile tam skalaya sapacaktır. Buna göre, ölçümlerin üst sınırını Q L = 1000 değerine dört kat artırmak için ölçümler yapılmalıdır U o = 40/4 = 10 mV gerilimde gerçekleştirilecektir.

U voltajını yaklaşık olarak gereken değere düşürmenin iki yolu vardır: farklı derecelerdeki Cı kapasitörlerini anahtarlayarak veya jeneratörün çıkış voltajını U1 ayarlayarak bölme faktörü N'yi değiştirerek. Yüksek kalite faktörlerini ölçmenin rahatlığı için, V1 voltmetre (veya bölme oranı anahtarı), bir ölçek (işaretleme) ile donatılmıştır; bu değer, nominal değerine kıyasla voltaj düşüşünün U derecesini karakterize eden okuma, bir çarpandır. V2 voltmetrenin kalite faktörü ölçeği.

Kumometrenin çalışmasını kontrol etmek ve yeteneklerini genişletmek için bilinen endüktans ve kalite faktörü ile referans bobinleri L o kullanılır. Genellikle, değişken bir kapasitör Co ile birlikte, jeneratörün tüm çalışma frekans aralığı içinde ölçüm devresinin rezonans ayarını sağlayan birkaç değiştirilebilir bobin seti Lo vardır.

ölçerken indüktörlerin kalite faktörü Q L Çalışmaya başlamadan 10-15 dakika önce, cihazın gücünü açın ve jeneratörü gerekli frekansa ayarlayın. Isındıktan sonra V1 ve V2 voltmetreleri sıfıra ayarlanır. Test edilen bobin, 1 ve 2 numaralı terminallere bağlanır. Jeneratörün çıkış voltajını kademeli olarak artırarak, voltmetre V1'in ibresi nominal işarete saptırılır. Kondansatör Co devreyi jeneratörün frekansıyla rezonansa ayarlar. Aynı zamanda V2 voltmetrenin ibresi ölçeğin ötesine geçerse, çıkış gerilimi jeneratör azalır. Kalite faktörü Q L'nin değeri, voltmetre V2'nin kalite faktörleri ölçeğindeki okumaların ve V1 voltmetrenin çarpan ölçeğindeki okumaların ürünü olarak belirlenir.

Salınım devresinin kalite faktörü Q K, devre bobini 1 ve 2 numaralı terminallere ve kondansatörü 3 ve 4 numaralı terminallere bağlandığında aynı sırada ölçülür. Bu durumda, kapasitör Co minimum kapasite konumuna ayarlanır. İncelenen devrenin kondansatörü değişken bir kapasitansa sahipse, devre gerekli jeneratör frekansı f'de rezonansa ayarlanır; bu kapasitör sabitse, rezonans ayarı jeneratörün frekansı değiştirilerek gerçekleştirilir.

Kometre ölçümü bobin endüktansı Lx yukarıda şekil l'deki devre ile bağlantılı olarak tartışılan şekilde üretilir. 9. Jeneratör, Lx'in beklenen değerine bağlı olarak tabloya göre seçilen bir referans frekansına ayarlanır. Test edilen bobin, terminal 1 ve 2'ye bağlanır. Ölçüm devresi, tabloda belirtilen bölme değeri dikkate alınarak Lx değerinin tahmin edildiği özel bir ölçekte bir kapasitör Co ile rezonansa ayarlanmıştır. Aynı zamanda konturun parametrelerini değiştirerek, belirlemek ve bobinin kendi kapasitesi CL . C kondansatörünün C 01 ve C 02 kapasitanslarının keyfi iki değeriyle, jeneratör ayarlarını değiştirerek, f 1 ve f 3 devresinin rezonans frekansları bulunur. İstenilen kapasite

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

Kümetre ile kapların ölçümü ikame yöntemi ile yapılır. Test edilen kapasitör Cx, terminal 3 ve 4'e bağlanır ve destek bobinlerinden biri Lo, seçilen frekans aralığında devrenin rezonans ayarını sağlayan terminal 1 ve 2'ye bağlanır. Aynı zamanda kapasitörün kayıp teğetini (kalite faktörü) de belirleyebilirsiniz:

tg δ \u003d 1 / (2 * π * f * C x R p)

(burada R p - kayıp direnci). Bunu yapmak için, kapasitör Cx olmadan devrenin rezonans ayarlarına karşılık gelen iki kapasitans değeri C 01 ve C 02 ile ve ikincisi bağlandığında, Q 1 ve Q 2 devresinin kalite faktörleri bulunur ve daha sonra formülle hesaplanır.

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

Gerekirse, ölçüm üreteci olarak kumer üreteci kullanılabilir ve elektronik voltmetreler, geniş bir frekans aralığında gerilimleri ölçmek için kullanılabilir.