Измерение индуктивности с помощью осциллографа.

Измерение индуктивности с помощью осциллографа

Александр Левчук dslev@yandex.ru

Предисловие

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%.

Примечание

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.

 

 

Главная

Раздел