Phương pháp đo độ tự cảm với độ chính xác cao (1%) bằng thiết bị tiêu chuẩn?

Tôi đang mô hình hóa các hành vi tốt của các mạch dao động tương tác. Tôi đã tìm kiếm một vài phương pháp để đo độ tự cảm. Tôi tin rằng tôi đang tuân thủ quy trình một cách trung thực, nhưng các giá trị tôi nhận được không chính xác như tôi mong đợi. Về nguyên tắc, đây là một câu hỏi cơ bản, nhưng lý tưởng nhất là tôi muốn độ chính xác từ 1% trở xuống và tôi không tin rằng tôi đang đạt được nó bằng các phương pháp tôi có thể tìm thấy. Tôi có một máy hiện sóng Tektronix 1001B và một bộ tạo tín hiệu khá chuẩn.

Thứ nhất: Độ chính xác 1% với thiết bị này là không thực tế?

Nếu không, tôi đã làm theo quy trình đo độ tự cảm với một hình sin ở đây: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (Tôi cũng đã thử phương pháp trong đó bạn điều chỉnh tần số cho đến khi điện áp của cuộn cảm bằng một nửa tổng điện áp) .

Tôi đo qua hai cuộn cảm trong loạt; như một kiểm tra vệ sinh tôi cũng đã làm cả hai cuộn cảm riêng biệt. L1 là loại cuộn cảm trông giống như một điện trở (xem điều màu xanh lá cây trong ảnh bên dưới); Lcoil là một cuộn cảm cuộn (xem bên dưới). Các giá trị danh nghĩa là L1 = 220 uH và Lcoil = 100 uH, vì vậy tôi mong đợi tổng cộng khoảng Ltot = 320 uH. Tất cả các phép đo đều có f = 95kHz vì đó là tần số hoạt động.

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

Đây có phải là những con số tốt nhất mà tôi có thể mong đợi? Giá trị cuộn thay đổi hơn 20% và tổng giá trị thay đổi ~ 10%. Tôi không có nền tảng điện tử, vì vậy nếu có một số nguyên tắc trực quan cơ bản mà tôi đang xem, xin vui lòng cho tôi biết!

Chỉnh sửa: Tôi thêm một screencap của một trong các tính toán, cung cấp các giá trị của độ tự cảm và điện trở của cuộn cảm.

Phương pháp bạn sử dụng rất nhạy cảm với lỗi, ESR có thể là một vấn đề nhưng việc xác định tỷ lệ điện áp chính xác không dễ dàng.

Tôi sẽ sử dụng cộng hưởng song song LC:

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

Nhận một tụ điện chính xác 1% (hoặc tốt hơn). Nếu bạn không có tụ điện như vậy thì hãy quên đi toàn bộ, bạn sẽ không có được độ chính xác 1%.

Sử dụng một mạch như thế này:

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Nếu bạn có giá trị thô cho Lx thì hãy sử dụng công thức trên để xác định tần số cộng hưởng kết hợp với tụ điện chính xác C_1%.

Bạn nên nhắm đến tần số mà bộ tạo tín hiệu có thể dễ dàng tạo ra, ví dụ 1 MHz. Đặt điện áp đầu ra của máy phát một vài volt, giá trị chính xác không thành vấn đề vì chúng tôi muốn xác định tần số cộng hưởng .

Thay đổi tần số của máy phát và trên máy hiện sóng để mắt đến biên độ tín hiệu . Tần số mà biên độ là lớn nhất , đó là tần số cộng hưởng. Sau đó sử dụng tần số đó và giá trị của C_1% để xác định giá trị của Lx? sử dụng công thức trên.

Nếu bộ tạo tín hiệu không chính xác lắm (nếu đó là bộ tạo tín hiệu tương tự) thì hãy đo tần số bằng máy hiện sóng của bạn. Bạn cần một giá trị chính xác hơn 0,01% cho tần số nếu không bạn không thể có được độ chính xác tổng thể 1%. Máy hiện sóng của bạn là một kỹ thuật số để nó có thể đo tần số với độ chính xác đủ cao hơn.

Sunnyskyguy phác thảo một phương pháp tuyệt vời. Độ chính xác không phụ thuộc vào lỗi tụ điện cộng hưởng. Thuật ngữ lỗi khác là tần số: cơ sở thời gian được điều khiển bằng pha lê của Tek 1001B sẽ giúp việc đo tần số chính xác.

Rất đáng để phác thảo cấu hình thử nghiệm thay thế: sê-ri LC. Bạn có thể làm điều này với chức năng tạo + dao động. Hàm tạo ra một sóng hình sin có biên độ khá:

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

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

Bạn có thể sử dụng cộng hưởng nối tiếp hoặc song song tùy thuộc vào trở kháng bạn chọn khi cộng hưởng và Q bạn mong đợi từ một trong hai chế độ. Ở đây 100 kHz là ~ 100 ohms và Q là 30 dB ngụ ý 0,1 ohm cho DCR .

Điều này có thể bị giới hạn bởi sản phẩm GBW trình điều khiển của bạn . 300 ohm (1 + f) / GBW = R _ra trừ khi hiện tại giới hạn.

Ở đây tôi chọn phim 10 nF do ESR rất thấp . Nhưng tôi cần phải đệm với trở kháng đầu ra thấp hơn DCR của cuộn dây, nếu tôi muốn đo điều đó. Độ khuếch đại là Q hoặc tỷ số trở kháng của tín hiệu.

Ở đây, cả L và DCR đều được tìm thấy bởi loạt xếp hạng C và điện dung tự cuộn dây từ SRF notch ở 1 MHz. Số dặm của bạn sẽ thay đổi.

Thông thường bạn muốn kiểm tra nó trong vùng tần số nó sẽ được sử dụng. Sau đó quyết định xem bạn có muốn thêm dòng điện thiên vị DC hay không và ghép đôi tín hiệu để tách khỏi nguồn điện DC của bạn.

Thông thường các máy đo RLC sử dụng sóng hình sin không đổi ở tần số 1 kHz đến 1 MHz. Sau đó đo điện áp và pha để tính RLC.