Как измерить индуктивность катушки осциллографом

Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 13:17:55

Есть предложение купить карманный осциллограф DS211. В нём есть сам осциллограф и генератор. Вопрос, можно с его помощью измерить индуктивность и резонансную частоту катушки?
Как, с его помощью, правильно померить реактивное сопротивление? Что ещё можно было бы померить с его помощью?

По заверениям изготовителя, генератор осциллографа могёт:
Форма: синусоида, треугольник, прямоугольник, пила
Частотная модуляция: 10Гц — 10кГц (меандр до 1 МГц)
, а сам осциллограф:
Полоса пропускания: 0 — 200 кГц
Частота дискретизации: 1 мегавыборок в секунду.

• musor
• Сообщений: 39199
• Зарегистрирован: Сб сен 13, 2014 16:27:32
• Откуда: СпиртоГонск созвездия Омега
• Сайт

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 13:29:36

теоретически наверно можно. но проше купить таки повереный LC метр

• Kashey
• Сообщений: 119
• Зарегистрирован: Пт ноя 27, 2009 13:34:17

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 13:33:50

musor ,
Может и проще, но хуже с дидактической точки зрения.

• Asmodey
• Сообщений: 2736
• Зарегистрирован: Сб янв 28, 2006 22:47:24

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 14:44:45

DS211 в глаза не видел, но почему нет, если измерять резонансным методом используя осциллограф в качестве индикатора резонанса? Понадобятся эталонные конденсаторы и еще пара достаточно мелких кондеров (или больших резюков) для подключения генератора и осциллографа к контуру.

• АлександрЛ
• Сообщений: 38924
• Зарегистрирован: Пн ноя 30, 2009 03:00:01
• Откуда: Нерезиновая

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 14:50:54

DS211 в глаза не видел,

https://aliexpress.ru/item/1005003130773220.html

• Kashey
• Сообщений: 119
• Зарегистрирован: Пт ноя 27, 2009 13:34:17

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 15:00:12

Есть вопрос, для чего там диод Д9 и ёмкость параллельная мультиметру (осциллографу) в 0.01 мкФ?

• сэм
• Сообщений: 3727
• Зарегистрирован: Вт авг 26, 2008 14:36:02
• Откуда: москва

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 15:04:33

Диод, чтобы измерять постоянку, а не переменку, которую ваш тестер не осилит по частоте. Кондер- для тех же целей.

• musor
• Сообщений: 39199
• Зарегистрирован: Сб сен 13, 2014 16:27:32
• Откуда: СпиртоГонск созвездия Омега
• Сайт

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 17:24:43

забей! одинхуй выйдет ПОКАЗОМЕТР. нужно таки мерить купи нужный

• Asmodey
• Сообщений: 2736
• Зарегистрирован: Сб янв 28, 2006 22:47:24

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 17:32:34

Есть вопрос, для чего там диод Д9 и ёмкость параллельная мультиметру (осциллографу) в 0.01 мкФ?

Если производить измерение индуктивности на частотах в полосе пропускания вашего осциллографа, то они не нужны. Максимум амплитуды на резонансной частоте осциллографом на переменном токе прекрасно регистрируется.

Резистор между генератором и колебательным контуром из конденсатора и измеряемой катушки желательно побольше взять. Настолько больше, насколько позволит чувствительность осциллографа и максимальное выходное напряжение генератора для наблюдения амплитуды напряжения на контуре. Или заменить резистор конденсатором величиной 1/10 от емкости эталонных конденсаторов или меньше.

• musor
• Сообщений: 39199
• Зарегистрирован: Сб сен 13, 2014 16:27:32
• Откуда: СпиртоГонск созвездия Омега
• Сайт

Re: Использование осциллографа для измерения индуктивности.

Вс авг 29, 2021 17:58:20

долгое время дл я ремонта БП обходиться укакто ослом миеря пулсашку. но проблемы таки оставались неясными
коргда таки появился ESR metr стало ясно где касяк. не всегда на осчилке пулсаций видна истиная причина косякоф .. тоесть она канечно видна если ты уже на 500% знаешь чо искать с пристрастием. а дляэтого надо вначале замерить по сотне нормалных банок и по сотне полудохлых с выросшим импедансом.

Powered by phpBB © phpBB Group.

phpBB Mobile / SEO by Artodia.

Как измерить емкость и индуктивность с помощью осциллографа.

Сегодня на рынке продается множество приборов, измеряющих емкость и индуктивность, только стоят они в несколько раз дороже китайского мультиметра. Тот кому каждый день необходимо производить замеры емкости или индуктивности непременно купит себе такой, а что делать если такая необходимость возникает крайне редко? В таком случае можно применить описанный ниже метод.
Известно, что если на интегрирующую RC цепочку подать прямоугольный импульс, то форма импульса изменится и будет такой как на картинке.

Время, за которое напряжение на конденсаторе достигнет 63% от подаваемого, называется тау. Формула по которой считается тау изображена на рисунке.

В таком случае говорят, что интегрирующая цепочка сгладила фронты прямоугольного импульса.
Так же известно, что если на параллельный LC контур подать прямоугольный импульс, в контуре возникнут затухающие колебания, частота, которых равна резонансной частоте контура. Резонансная частота контура находится по формуле Томсона, из которой можно выразить индуктивность.

Подключается контур через конденсатор малой емкости, чем меньше тем лучше, который ограничивает ток, поступающий в контур. Давайте рассмотрим, как конденсатор малой емкости ограничивает ток.
Для того, чтобы конденсатор зарядился до номинального напряжения ему надо передать определенный заряд. Чем меньше емкость конденсатора, тем меньший заряд ему необходим, чтобы напряжение на обкладках достигло напряжения импульса. Когда мы подаем импульс, конденсатор, малой емкости, очень быстро заряжается и напряжение на обкладках конденсатора становится равно напряжению импульса. Так как напряжение конденсатора и импульса равны, нет разности потенциалов, следовательно ток не течет. При чем ток может перестать течь через конденсатор спустя некоторое время от начала импульса, а оставшуюся часть времени импульса энергия к контуру подводится не будет.
Для проведения эксперимента нам потребуется генератор импульсов прямоугольной формы с частотой 5-6KHz.
Можно собрать его по схеме на рисунке ниже или воспользоваться генератором сигналов, я делал обоими способами.

Теперь, вспомнив, как ведет себя при подаче прямоугольного импульса интегрирующая RC цепочка и параллельный LC контур, соберем простую схему изображенную на картинке.

Сначала измерим емкость конденсатора, место его подключения на схеме обозначено С?. Резистора 1K под рукой не нашлось, поэтому я использовал 100 Ohm и вместо конденсатора 10pF использовал конденсатор 22pF. В принципе номинал резистора можно выбрать любой, но не ниже 50 Ohm, иначе сильно просядет напряжение генератора.
В данном эксперименте я буду использовать генератор сигналов, выходное сопротивление которого равно 50 Ohm. Включим генератор и установим амплитуду 4V, если собирать генератор по схеме то регулировать амплитуду можно, изменяя напряжение питания.

Подключим щупы осциллографа параллельно конденсатору. На осциллографе должна появиться следующая картинка.

Немного увеличим её.

Измерим время, за которое напряжение на конденсаторе достигает 63% от напряжения импульса или 2,52V.

Оно равно 14,8uS. Так как сопротивление генератора включено последовательно с нашей цепочкой его необходимо учесть, в итоге активное сопротивление равно 150 Ohm. Разделим значение тау(14,8 uS) на сопротивления(150 Om) и найдем емкость, она равна 98,7 nF . На конденсаторе написано, что емкость равна 100nF.

Теперь измерим индуктивность. На схеме место подключения катушки индуктивности обозначено L?. Подключаем катушку, включаем генератор и подключаем щуп осциллографа параллельно контуру. На осциллографе увидим такую картинку.

Увеличиваем развертку.

Видим, что период колебаний равен 260KHz.
Ёмкость щупа равна 100pF и в данном случае её необходимо учесть потому, что она составляет 10% от емкости контура. Суммарная емкость контура равна 1,1nF. Теперь подставим в форму для нахождения индуктивности, емкость конденсатора(1,1nF) и частоту колебаний(260KHz). Для таких вычислений я пользуюсь программой Coil32.

Получилось 340,6uH, судя по маркировке индуктивность равна 347uH и это отличный результат. Этот способ позволяет измерять индуктивность с погрешность до 10% .
Теперь мы знаем как измерить емкость конденсатора и индуктивность катушки, используя осциллограф.

Измерение индуктивности с помощью осциллографа

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

Окончательная схема показана на рисунке. Сборка выполнена на монтажной плате максимально короткими проводниками. Диод D1 — диод Шоттки. Транзистор VT1 следует выбирать с большим допустимым напряжением Uкэ, лучше применить 2Т842А. Для указанных номиналов деталей генератора период импульсов равен ~200 мксек, длительность импульса ~5 мксек.

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 ~23,7 мксек, точнее не измерить, нужен цифровой осциллограф. Возводим в квадрат и получаем величину индуктивности 561 мкГн. На моем образце приставки с конденсатором 25300 0,5% и осциллографом С1-118 была достигнута точность измерения в 4-6% в диапазоне 75 — 500 мкГн. Измеряемые индуктивности имели точность 5%. Учитывая допуск измеряемых индуктивностей и погрешность измерения периода сигнала осциллографом, это хороший результат для такой примитивной приставки. В диапазоне индуктивностей 12 — 75 мкГн и 500 — 1500 мкГн точность измерений снижалась до 8-12%.

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.

Измерение индуктивности с помощью осциллографа

Измерение индуктивности (например, индуктивности контурной катушки), когда для этих целей нет специальных приборов, а имеется осциллограф и генератор сигнала соответствующего диапазона, поступают следующим образом. На параллельный колебательный контур через конденсатор С1 небольшой емкости (10—20 пФ) подают сигнал от генератора. Через аналогичный конденсатор С2 подключают «Вход Y » осциллографа (рис.). Выходной сигнал генератора и чувствительность осциллографа устанавливают такими, чтобы на экране можно было наблюдать изображение сигнала. Горизонтальную развертку лучше отключить, тогда на экране будет вертикальная линия, по размаху которой удобнее вести настройку.

Приставка для измерения индуктивности

Перестраивая генератор, добиваются наибольшего размаха отклонения луча. При этом частота сигнала генератора будет равна резонансной частоте колебательного контура. Отсчитав по шкале генератора значение частоты, определяют индуктивность катушки (в микрогенри) по формуле

где f — частота генератора, МГц; С_к — емкость, пФ.

Точность измерений индуктивности этим методом тем выше, чем меньше емкость, вносимая в контур генератором, осциллографом и соединительными кабелями. Уменьшить вносимые емкости позволяют конденсаторы, связи С1 и С2. Причем если емкость конденсаторов С1+С2к, можно не учитывать емкость, вносимую в контур, в том числе емкость конденсаторов связи. Однако необходимо иметь в виду, что уменьшение емкости конденсаторов связи требует увеличения выходного напряжения генератора или (и) чувствительности осциллографа.

«Практические советы мастеру-любителю», 1991. О.Г. Верховцев, К.П. Лютов

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии