Cách tốt nhất / dễ nhất để đo điện cảm không rõ mà không cần máy đo RLC là gì?

Có một cách tốt để đo độ tự cảm một cách chính xác bằng cách sử dụng một kính hiển vi và một bộ tạo chức năng? Phương pháp tốt nhất tôi có thể tìm thấy là xây dựng một mạch xe tăng và quét tần số cho đến khi điện áp cao nhất xuất hiện. Sau đó sử dụng công thức dưới đây để giải quyết:

Có vẻ như phải có một cách dễ dàng hơn!

Tôi đã sử dụng một bộ dao động hai cực, với cuộn cảm song song với một tụ điện phù hợp, với một phạm vi hoặc bộ đếm để đo tần số dao động. Tôi đã từng kiểm tra một cuộn cảm trên một máy đo điện cảm rất đắt tiền tại nơi làm việc và các giá trị là giống hệt nhau. Bộ tạo dao động kết hợp nguồn sử dụng hai FET là lý tưởng cho ứng dụng này hoặc LM311:

Các phương pháp quét và dao động đều là những cách hay, nhưng, bạn cần xem xét giá trị của điện dung tự ký sinh của cuộn cảm trong nhiều trường hợp. Bạn cũng nên xem xét những lỗi nào có thể xảy ra nếu Q của mạch điều chỉnh thấp. Nói thêm về điều đó ở phía dưới nhưng hiện tại tôi cho rằng bạn có thể tạo ra một mạch cộng hưởng Q cao từ một L chưa biết và C.

Sử dụng để "trích xuất" giá trị điện cảm - giá trị L mà bạn tính toán dựa trên "điện dung đã biết" cộng hưởng mạch ở tần số Fn - tụ điện này phải có một giá trị được biết chính xác. Điều này cung cấp cho bạn ước tính đầu tiên.$Fn = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$

Thêm một tụ điện "đã biết" khác song song và bạn có được tần số thấp hơn mới. Bạn có thể thấy rằng nếu bạn tính toán lại độ tự cảm dựa trên mạch mới, nó sẽ hơi khác so với trước đây và điều này là do điện dung ký sinh của cuộn cảm bù đắp cho các tụ điện đã biết một vài phần trăm.

Bây giờ bạn có đủ số để tính giá trị điện cảm chính xác. Bạn cũng có đủ thông tin để tính toán điện dung của nó và do đó tần số tự cộng hưởng của nó (SRF). Làm toán ngay!

Để kiểm tra lần cuối, hãy chạy cuộn cảm (không có tụ điện bổ sung) tại SRF của nó và xem thành phần có cộng hưởng với những gì được dự đoán hay không.

Trong hầu hết các trường hợp, điều này sẽ kiểm đếm. Tuy nhiên, nếu bạn đang xử lý các giá trị nhỏ của độ tự cảm (giả sử <100nH) thì các ký sinh trùng có liên quan sẽ có cùng trật tự với bất kỳ đầu dò đo lường nào, v.v. Sau đó, bạn sẽ cần thiết bị chuyên dụng để giải quyết những vấn đề này.

Mạch Q thấp cũng sẽ phát sinh lỗi. Tần số cộng hưởng "được làm ẩm" sẽ giảm khi hệ số Q giảm và điều này có nghĩa là công thức sẽ dần dần trở nên không chính xác. Đây là một hình ảnh wiki giải thích: -$\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$

Lưu ý rằng biểu đồ này hoạt động cho các tình huống cộng hưởng cơ học hoặc mạch cộng hưởng điện.

Nếu bạn nhìn vào đường màu xanh trên biểu đồ, bạn sẽ thấy đây là nơi cực đại cộng hưởng di chuyển khi giảm xóc. Nó có thể tạo ra các lỗi đáng kể và nhận thức được điều này. Thêm nắp bổ sung để có cơ hội tính toán giá trị điện cảm thực hơn (như tôi đã đề cập ở trên) cũng sẽ làm tăng "giảm xóc" của mạch, vì vậy, PHẢI cẩn thận khi cố gắng tính toán độ tự cảm khi cực đại "cộng hưởng" không mạnh lắm.

Tôi thường đo độ tự cảm của cuộn cảm nguồn bằng cách sạc một tụ điện đến một điện áp cố định, sau đó áp dụng điện áp đó vào cuộn cảm trong giây lát. Quan sát dòng điện qua cuộn cảm với một phạm vi, độ dốc và điện áp cung cấp cho bạn độ tự cảm.

Vì vậy, bạn cần một phạm vi, một số phương tiện đo dòng điện (điện trở shunt nên làm), tụ điện, một số phương tiện sạc tụ điện và một công tắc có thể rút ngắn tụ điện một cách an toàn với cuộn cảm. Bắt đầu chậm, tất nhiên; tùy thuộc vào kích thước của cuộn cảm của bạn, bạn có thể dễ dàng phá hủy nó bằng cách đặt quá nhiều điện áp hoặc quá nhiều điện dung lên nó. Một công tắc có khả năng mở tiếp điểm (và xử lý cú đá cảm ứng không thể tránh khỏi) có thể tốt hơn, vì vậy bạn có thể chắc chắn rằng bạn không đổ tất cả năng lượng vào nắp để đốt nóng cuộn cảm.

John Becker đã có một dự án xây dựng nơi anh ta đã xây dựng một máy đo PIC LCF. Ông đã sử dụng các mạch sau để có được dao động. Ông đã sử dụng cổng 4011 Nand nhưng người ta cũng có thể thử sử dụng Bộ đệm đảo ngược (74LS04, v.v.) thay vì Cổng Nand. Tôi đã thử HEF40106 nhưng nó không hoạt động tốt.

Công thức tiêu chuẩn được áp dụng:

Vì vậy, điện dung chuỗi C trong trường hợp này là 10nF. VR2 ở đó để đảm bảo rằng dao động bắt đầu đáng tin cậy và duy trì ổn định thông qua hoạt động của nó. Cuộn cảm L1 cung cấp độ tự cảm tối thiểu mà người ta có thể trừ để lấy giá trị L chưa biết của L.