วิธีการวัดเหนี่ยวนำที่มีความแม่นยำสูง (1%) โดยใช้อุปกรณ์มาตรฐาน?

ฉันกำลังสร้างแบบจำลองพฤติกรรมที่ดีของการโต้ตอบวงจรการแกว่ง ฉันค้นหาสองสามวิธีสำหรับการวัดการเหนี่ยวนำ ฉันเชื่อว่าฉันทำตามขั้นตอนอย่างซื่อสัตย์ แต่ค่าที่ฉันได้รับนั้นไม่แม่นยำอย่างที่ฉันคาดไว้ โดยทั่วไปแล้วคำถามนี้เป็นคำถามพื้นฐาน แต่ในอุดมคติแล้วฉันต้องการความแม่นยำ 1% หรือน้อยกว่าและฉันไม่เชื่อว่าฉันจะได้รับวิธีการที่ฉันสามารถหาได้ ฉันมีออสซิลโลสโคปของ Tektronix 1001B และเครื่องกำเนิดสัญญาณมาตรฐานที่สวยงาม

ข้อแรก: ความแม่นยำ 1% กับอุปกรณ์นี้ไม่สมจริงหรือไม่?

ถ้าไม่ฉันทำตามขั้นตอนสำหรับการวัดการเหนี่ยวนำด้วยคลื่นไซน์ที่นี่: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (ฉันลองวิธีที่คุณปรับความถี่จนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเป็นครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้ารวม) .

ฉันวัดค่าตัวเหนี่ยวนำสองตัวในอนุกรม ในฐานะที่เป็นสติตรวจสอบฉันยังได้เหนี่ยวนำทั้งสองแยกจากกัน L1 เป็นตัวเหนี่ยวนำที่ดูเหมือนตัวต้านทาน (ดูสิ่งที่เป็นสีเขียวในภาพด้านล่าง); Lcoil เป็นตัวเหนี่ยวนำขดลวด (ดูด้านล่าง) ค่าเล็กน้อยคือ L1 = 220 uH และ Lcoil = 100 uH ดังนั้นฉันคาดว่าจะมี Ltot = 320 uH การวัดทั้งหมดใช้ f = 95kHz เพราะนั่นคือความถี่ของการทำงาน

• R_s = 100 โอห์มให้ Ltot = 290, L1 = 174 และ Lcoil = 122 (L1 + Lcoil = 296)
• R_s = 56 โอห์มให้ Ltot = 259, L1 = 174 และ Lcoil = 98 (L1 + Lcoil = 272)

ตัวเลขเหล่านี้ดีที่สุดที่ฉันคาดหวังได้หรือไม่? ค่าคอยล์เปลี่ยนไปมากกว่า 20% และมูลค่ารวมจะเปลี่ยนแปลงประมาณ ~ 10% ฉันไม่มีภูมิหลังทางอิเล็กทรอนิกส์ดังนั้นหากมีหลักการง่ายๆที่ฉันสามารถมองเห็นได้โปรดแจ้งให้เราทราบ!

แก้ไข: ฉันเพิ่ม screencap ของการคำนวณอย่างใดอย่างหนึ่งซึ่งให้ค่าของการเหนี่ยวนำและความต้านทานตัวเหนี่ยวนำ

วิธีที่คุณใช้นั้นมีข้อผิดพลาดที่ละเอียดอ่อนมาก ESR อาจเป็นปัญหา แต่การพิจารณาอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย

ฉันจะใช้การสั่นพ้องแบบ LC- ขนาน:

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

รับตัวเก็บประจุที่แม่นยำ 1% (หรือดีกว่า) หากคุณไม่มีตัวเก็บประจุเช่นนั้นเพียงแค่ลืมเรื่องทั้งหมดคุณจะไม่ได้รับความแม่นยำ 1%

ใช้วงจรแบบนี้:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

หากคุณมีค่าคร่าวๆสำหรับ Lx ให้ใช้สูตรด้านบนเพื่อกำหนดความถี่เรโซแนนซ์ร่วมกับตัวเก็บประจุที่แม่นยำ C_1%

คุณควรตั้งเป้าหมายความถี่ที่เครื่องกำเนิดสัญญาณสามารถสร้างได้ง่ายเช่น 1 MHz ตั้งแรงดัน output กำเนิดคู่ของโวลต์, ค่าที่แน่นอนไม่เป็นไรเพราะเราต้องการตรวจสอบเสียงสะท้อนความถี่

แตกต่างกันความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและบนสโคปเก็บตาบนสัญญาณกว้าง ความถี่ที่แอมพลิจูดนั้นใหญ่ที่สุดนั่นคือความถี่เรโซแนนซ์ จากนั้นใช้ความถี่นั้นและค่า C_1% เพื่อกำหนดค่าของ Lx ใช้สูตรด้านบน

หากเครื่องกำเนิดสัญญาณไม่แม่นยำมาก (หากเป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณอะนาล็อก) ให้ทำการวัดความถี่โดยใช้ออสซิลโลสโคปของคุณ คุณต้องการค่าที่แม่นยำมากกว่า 0.01% สำหรับความถี่มิฉะนั้นคุณจะไม่สามารถรับความแม่นยำโดยรวมได้ 1% ออสซิลโลสโคปของคุณเป็นดิจิตอลเพื่อให้สามารถวัดความถี่ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น

Sunnyskyguyแสดงวิธีการที่ยอดเยี่ยม ความแม่นยำขึ้นอยู่กับข้อผิดพลาดของตัวเก็บประจุที่สะท้อนกลับ อีกข้อผิดพลาดคือความถี่: ฐานเวลาที่ควบคุมด้วยคริสตัลของ Tek 1001B ควรทำการวัดความถี่ให้ถูกต้อง

การใช้โครงร่างการทดสอบทางเลือกเป็นสิ่งที่คุ้มค่า: ซีรี่ส์ LC คุณสามารถทำสิ่งนี้กับเครื่องกำเนิดฟังก์ชั่น + สโคป ฟังก์ชั่นเครื่องกำเนิดสัญญาณคลื่นไซน์ของแอมพลิจูดที่เหมาะสม:

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

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

คุณสามารถใช้ชุดหรือเสียงสะท้อนขนานขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณเลือกความต้านทานที่เสียงสะท้อนและสิ่งที่Qคุณคาดหวังจากโหมดการอย่างใดอย่างหนึ่ง นี่ 100 เฮิร์ทซ์เป็น ~ 100 โอห์มและ Q 30 เดซิเบลหมายถึง 0.1 โอห์มสำหรับDCR

สามารถถูก จำกัด โดยผลิตภัณฑ์GBWของไดรเวอร์ของคุณ 300 โอห์ม (1 + f) / GBW = R _ออกยกเว้นปัจจุบันมี จำกัด

นี่ผมเลือก 10 ภาพยนตร์ nF เนื่องจากการที่ต่ำมากESR แต่ฉันต้องการบัฟเฟอร์ที่มีอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำกว่า DCR ของขดลวดหากฉันต้องการวัดสิ่งนั้น การขยายคือ Q หรืออัตราส่วนความต้านทานของสัญญาณ

ที่นี่ทั้ง L และ DCR ถูกพบโดยอันดับซีรีย์ C และความจุการม้วนตัวเองจากบาก SRF ที่ 1 MHz ไมล์สะสมของคุณจะแตกต่างกันไป

โดยปกติคุณต้องการทดสอบในพื้นที่ความถี่ที่จะใช้ จากนั้นตัดสินใจว่าคุณต้องการเพิ่มกระแสไบแอส DC และสัญญาณ AC ให้แยกออกจากแหล่งจ่ายไฟ DC ของคุณหรือไม่

โดยปกติเมตร RLC ใช้คลื่นไซน์คงที่ที่ 1 kHz ถึง 1 MHz จากนั้นวัดแรงดันไฟฟ้าและเฟสเพื่อคำนวณ RLC