Методи вимірювання індуктивності з високою (1%) точністю за допомогою стандартного обладнання?

Я моделюю тонку поведінку взаємодіючих коливальних ланцюгів. Я роздивився пару методів вимірювання індуктивності. Я вважаю, що сумлінно слідкую за цією процедурою, але отримані нами значення не такі точні, як я очікував. Це, в принципі, елементарне питання, але в ідеалі я б хотів точності 1% або менше, і я не вірю, що досягаю цього методами, які я можу знайти. У мене є осцилограф Tektronix 1001B і досить стандартний генератор сигналів.

По-перше: чи точність 1% із цим обладнанням нереальна?

Якщо ні, я дотримувався процедури вимірювання індуктивності за допомогою синусоїди тут: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (я також спробував метод, коли ви налаштовуєте частоту, поки напруга індуктора не перевищить половину загальної напруги) .

Я вимірюю по два індуктори послідовно; як перевірка здоровості я також робив обидва індуктори окремо. L1 - вид індуктора, схожий на резистор (див. Зелену річ на фото нижче); Lcoil - це спіральний індуктор (див. Нижче). Номінальні значення L1 = 220 мкГн і Lcoil = 100 мкГн, тому я очікую в цілому приблизно Ltot = 320 мкГн. Усі вимірювання мають f = 95 кГц, тому що це частота роботи.

• R_s = 100 Ом дає Ltot = 290, L1 = 174, а Lcoil = 122 (L1 + Lcoil = 296)
• R_s = 56 Ом дає Ltot = 259, L1 = 174, а Lcoil = 98 (L1 + Lcoil = 272)

Це найкращі цифри, які я можу очікувати? Значення котушки змінюється більш ніж на 20%, а загальне значення змінюється на ~ 10%. Я не маю досвіду електроніки, тому якщо є якісь основні інтуїтивні принципи, які я не помічаю, будь ласка, повідомте мене!

Редагувати: я додаю скріншот одного з обчислень, який забезпечує значення індуктивності та опору індуктора.

Використовуваний метод дуже чутливий до помилок, ШОЕ може бути проблемою, але також визначити точні співвідношення напруги непросто.

Я б використовував LC-паралельний резонанс:

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

Отримайте 1% (або краще) точний конденсатор. Якщо у вас немає такого конденсатора, то просто забудьте про все, ви не отримаєте 1% точності.

Використовуйте таку схему:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Якщо у вас є приблизне значення для Lx, то використовуйте формулу вище для визначення резонансної частоти в поєднанні з точним конденсатором C_1%.

Ви повинні орієнтуватися на частоту, яку генератор сигналу може легко генерувати, наприклад, 1 МГц. Встановіть вихідну напругу генератора на пару вольт, точне значення не має значення, оскільки ми хочемо визначити резонансну частоту .

Залежно від частоти генератора і на осцилограпі слідкуйте за амплітудою сигналу . Частота, де амплітуда найбільша , тобто резонансна частота. Тоді використовуйте цю частоту та значення C_1% для визначення значення Lx? використовуючи формулу вище.

Якщо генератор сигналу не дуже точний (якщо це аналоговий генератор сигналу), то вимірюйте частоту за допомогою свого осцилографа. Вам потрібно краще, ніж 0,01% точне значення для частоти, інакше ви не можете отримати загальну точність 1%. Ваш осцилограф є цифровим, щоб він міг вимірювати частоти з більш достатньою точністю.

Sunnyskyguy окреслює відмінний метод. Точність залежить від резонансної помилки конденсатора. Інший термін помилки - частота: кристалічна часова база Tek 1001B повинна робити точні вимірювання частоти.

Варто окреслити альтернативну конфігурацію тесту: LC LC. Це можна зробити за допомогою генератора функцій + осцилоскоп. Генератор функцій видає синусоїду пристойної амплітуди:

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

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

Ви можете використовувати серійний або паралельний резонанс залежно від того, який імпеданс ви виберете на резонанс і який Q ви очікуєте від будь-якого режиму. Тут 100 кГц становить ~ 100 Ом, а Q 30 дБ означає 0,1 Ом для DCR .

Це може бути обмежено продуктом GBW драйвера . 300 Ом (1 + f) / GBW = R _вихід, якщо струм обмежений.

Тут я вибрав 10 nF фільм через дуже низький ШОЕ . Але мені потрібно було буферувати з вихідним опором нижче, ніж DCR котушки, якщо я хочу це виміряти. Посилення - коефіцієнт Q або імпедансу сигналу.

Тут знаходяться і L, і DCR за рейтинговою серією С і ємністю самообмотки від виходу SRF на частоті 1 МГц. Ваш пробіг буде відрізнятися.

Зазвичай ви хочете перевірити його в частотній області, яку він буде використовувати. Тоді вирішіть, чи хочете ви додати постійний струм зміщення струму та пару змінного струму для ізоляції від джерела постійного струму.

Зазвичай вимірювачі RLC використовують синусоїду постійного струму на частотах від 1 кГц до 1 МГц. Потім вимірюють напругу та фазу для обчислення RLC.