Как измерить индуктивность дросселя осциллографом
Как измерить ёмкость и индуктивность с помощью генератора и осциллографа + online-калькулятор
Для многих любителей электроники актуальной является задача измерения емкостей конденсаторов и индуктивностей дросселей, поскольку, в отличие от резисторов, эти компоненты нередко бывают не промаркированы (особенно SMD). Между тем, имея генератор синусоидальных колебаний и осциллограф (приборы, которые должны быть в любой радиолюбительской лаборатории), эта задача довольно просто решается. Всё, что для этого нужно — это вспомнить начальный курс электротехники.
Думаю, что многие уже догадались к чему я клоню. Да-да, из последнего уравнения довольно просто вычисляется ёмкость:
C = UR/UC * 1/ωR или, с учетом того, что ω= 2πf, получим C = UR/UC * 1/2πfR ; (1)
Итак, алгоритм простой: подключаем последовательно с измеряемой ёмкостью резистор, подключаем к этой схеме генератор синусоидальных колебаний и осциллографом измеряем амплитуды напряжений на нашем конденсаторе и резисторе. Изменяя частоту, добиваемся, чтобы амплитуда напряжений на обоих элементах была примерно одинаковой (так измерение получится точнее). Далее, подставляя измеренные значения амплитуд в формулу (1), находим искомую ёмкость конденсатора.
Аналогично можно вывести формулу для подсчета индуктивности:
L = UL/UR * R/ω или, с учётом того, что ω= 2πf, получим L = UL/UR * R/2πf ; (2)
Таким образом, имея генератор синусоидальных колебаний и осциллограф, с помощью формул (1) и (2) оказывается довольно просто вычислить неизвестную ёмкость или индуктивность (благо резисторы практически всегда имеют маркировку).
Алгоритм действий следующий:
1) Собираем схему из последовательно соединённых резистора известного номинала и исследуемой ёмкости (индуктивности).
2) Подключаем эту схему к генератору синусоидальных колебаний и изменением частоты добиваемся того, чтобы амплитуды напряжений на обоих элементах схемы были примерно одинаковы.
3) По формуле (1) или (2) вычисляем номинал исследуемой ёмкости или индуктивности.
Несмотря на то, что наши элементы не идеальные, есть допуск на номинал резистора и всегда есть некоторые погрешности измерений, результат получается довольно точным (по крайней мере можно без труда идентифицировать ёмкость в стандартном ряду). Пусть у меня при измерении ёмкости получилась величина 1,036 нФ. Очевидно, что на исследуемом конденсаторе должна была быть нанесена маркировка 1 нФ.
Для того, чтобы вам легче было сориентироваться с номиналами резисторов, приведу некоторые примеры:
— для ёмкости 15 пФ в схеме с резистором 200 кОм амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 53 кГц;
— для ёмкости 1 нФ в схеме с резистором 10 кОм амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 15,9 кГц;
— для ёмкости 0,1 мкФ в схеме с резистором 680 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 2,34 кГц;
— для индуктивности 3 мкГн в схеме с резистором 120 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 6,3 МГц;
— для индуктивности 100 мкГн в схеме с резистором 120 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 190 кГц.
Таким образом, диапазон измеряемых емкостей и индуктивностей зависит только от диапазона частот, с которыми могут работать ваши генератор и осциллограф.
На основе этого метода можно изготовить прибор для автоматического измерения емкостей и индуктивностей.
Online-калькулятор для расчёта емкостей и индуктивностей:
(для правильности расчётов используйте в качестве десятичной точки точку, а не запятую)
Измерение индуктивности с помощью осциллографа
Александр Левчук dslev@yandex.ru
Предисловие
Недавно подбирал дроссель фильтра питания и решил посмотреть, что нового изобрели в области измерения индуктивности с помощью осциллографа. Ничего нового не изобрели, а в приборах без осциллографа добавляют к старым схемам микропроцессоры, что конечно современно, но не нужно. На практике измерений индуктивности с точностью 5-7-10% достаточно, остальное особые случаи, требующие приборов заводского изготовления. Даже в профессиональной деятельности такие приборы используются только в узкоспециализированных разработках, а для того, чтобы определить индуктивность дросселя на ферритовом сердечнике строить монстрообразный прибор по крайней мере неразумно, особенно при наличии осциллографа. Однако и приставки к осциллографам показались мне слишком сложными, обычно на основе всякого рода генераторах, с последующим расчетам индуктивности по достаточно сложным формулам. Поэтому предлагаю свой старый способ и несложную приставку к осциллографу.
Сначала обратимся к известной формуле расчета индуктивности в резонансном контуре.
В результате для вычисления индуктивности остается измерить период колебаний резонансного контура в микросекундах и возвести в квадрат, получим значение в микрогенри.
Принцип измерения индуктивности показан на схеме.
Стабилитрон VD1 устанавливается в случае использования низковольтного транзистора, для ограничения первого импульса, амплитуда которого может достигать несколько десятков вольт. R1 используется для защиты источника питания в случае пробоя транзистора. Осциллограф должен иметь входной делитель с низкой входной емкостью. Если его нет, тогда можно в цепь эмиттера установить резистор 10-100 ом и снимать сигнал с эмиттера.
Емкость С1 должна быть точной и высокостабильной, подобные конденсаторы встречаются в старой связной аппаратуре, их емкость имеет точность 0,5-1%, например К31-7-2. Эти конденсаторы можно приобрести в Интернете. Если найти такой конденсатор не удается, то можно сделать набор из стабильных конденсаторов, желательно слюдяных, и измерить емкость с помощью хорошего прибора, сейчас есть мультиметры, измеряющие емкости с точностью 1-2%, например китайский прибор UT61E дает значение емкости для конденсатора К31-7-2 10000 пф 0,5% равное 10065 пф.
Схема приставки для измерения индуктивности
200 мксек, длительность импульса
Далее показаны осциллограммы испытаний приставки с дросселем ДМ-01, 500 мкГн. Шкала осциллографа по напряжению 5 вольт на деление, по времени 50 мксек. Для точного измерения времени следует растянуть изображение и измерить период синусоиды.
Период синусоиды равен
Для повышения точности в этих диазонах следует уменьшать/увеличивать емкость, если это нужно и пересчитывать формулу. Вряд ли это необходимо.
Если подать на контур постоянный ток подмагничивания, то значение индуктивности уменьшается, а осциллограмма искажается. Для тока подмагничивания 12 ма осциллограмма показана ниже.
Можно добиться получения практически точной синусоиды без затухания амплитуды напряжения. Для этого следует уменьшать период следования импульсов генератора и уменьшить длительность импульса. Ниже показана осциллограмма для такого случая. Получился генератор синусоиды с амплитудой напряжения в 35 вольт.
Как измерить индуктивность дросселя осциллографом
_________________
У кошки четыре ноги: Вход, Выход, Питание и Земля
aen  | ||||
Карма: 157 |
| |||
| ||||
| aen | ||||
Карма: 157 | ||||
| ||||
| КотВаське | |||
Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32 |
| ||
| |||
| Мышонок | ||||
Карма: 6 |
| |||
| ||||
| КотВаське | |||
Зарегистрирован: Чт авг 24, 2006 11:39:32 |
| ||
| |||
| aen | ||||
Карма: 157 |
| |||
| ||||
| Мышонок | ||||
Карма: 6 |
| |||
| ||||
