¿Cuál es la mejor manera de medir una inductancia desconocida sin un medidor RLC?

Question

¿Existe alguna forma decente de medir la inductancia con precisión utilizando un oscopio y un generador de funciones? El mejor método que he encontrado es construir un circuito tanque y barrer la frecuencia hasta que aparezca la tensión más alta. A continuación, utilice la siguiente fórmula para resolver:

$$f = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$$

Parece que tiene que haber una manera más fácil.

Answer 1

He utilizado un oscilador de dos terminales, con el inductor en paralelo con un condensador adecuado, con un osciloscopio o contador para medir la frecuencia de oscilación. Una vez comprobé un inductor en un medidor de inductancia muy caro en el trabajo, y los valores eran idénticos. El oscilador acoplado a la fuente usando dos FETs es ideal para esta aplicación, o el LM311:

Answer 2

Los métodos de barrido y oscilador son ambos decentes pero, necesitas considerar el valor de la auto-capacitancia parásita del inductor en muchos casos. También debes considerar los errores en los que puedes incurrir si el Q del circuito sintonizado es bajo. Más sobre esto en la parte inferior, pero por ahora estoy asumiendo que puede crear un circuito resonante de alta Q a partir de una L desconocida y una C conocida.

Utilice \$Fn = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\$ para "extraer" el valor de la inductancia - el valor L que calculas se basa en una "capacitancia conocida" que hace resonar en paralelo el circuito a la frecuencia Fn - este condensador tiene que tener un valor conocido con precisión. Así se obtiene la primera estimación.

Añadir otro condensador "conocido" en paralelo y obtendrás una nueva frecuencia más baja. Es posible que si vuelves a calcular la inductancia basándote en el nuevo circuito, sea ligeramente diferente a la anterior y esto se debe a que la capacitancia parásita del inductor compensa los condensadores conocidos en un pequeño porcentaje.

Ahora tienes suficientes números para calcular el valor exacto de inductancia. También tienes información suficiente para calcular su autocapacidad y, por tanto, su frecuencia autorresonante (SRF). ¡Haz cuentas ahora!

Como comprobación final, ejecute el inductor (sin condensadores añadidos) en su SRF y ver si el componente resuena en lo que se predijo.

En la mayoría de los casos coincidirá. Sin embargo, si se trata de pequeños valores de inductancia (digamos < 100nH), la parásita implicada será del mismo orden que cualquier sonda de medición, etc. Entonces necesitarás un equipo especializado para resolver estos problemas, diría yo.

Los circuitos de Q bajo también incurrirán en un error. La frecuencia de resonancia "amortiguada" se reducirá a medida que disminuya el factor Q y esto significa que el \$\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\$ será cada vez más imprecisa. Aquí hay una imagen wiki que explica: -

Tenga en cuenta que este gráfico funciona para situaciones de resonancia mecánica o circuitos de resonancia eléctrica.

Si te fijas en la línea azul del gráfico, verás que aquí es donde se desplaza el pico resonante a medida que aumenta la amortiguación. Puede producir errores significativos y ser consciente de ello. Añadiendo la tapa extra para dar una mejor oportunidad de calcular el valor real de la inductancia (como he mencionado anteriormente) también aumentará el "amortiguamiento" del circuito por lo que se DEBE tener cuidado al tratar de calcular la inductancia cuando el pico de "resonancia" no es muy fuerte.

Answer 3

Suelo medir la inductancia de las reactancias de potencia cargando un condensador a una tensión fija y aplicando momentáneamente esa tensión a la reactancia. Observe la corriente a través de la reactancia con un osciloscopio, y la pendiente y la tensión le darán la inductancia.

$$ V=L\frac{di}{dt}\\ L = V\frac{dt}{di} $$

Así que necesitarás un osciloscopio, algún medio para medir la corriente (una resistencia de derivación debería bastar), un condensador, algún medio para cargar el condensador y un interruptor que pueda cortocircuitar el condensador con el inductor de forma segura. Empieza despacio, por supuesto; dependiendo del tamaño de tu inductor, podrías destruirlo fácilmente si le pones demasiada tensión o demasiada capacitancia. Un interruptor capaz de abrir el contacto (y manejar la inevitable patada inductiva) podría ser preferible, así puedes estar seguro de no volcar todos la energía de la tapa directamente a calentar el estrangulador.

Answer 4

John Becker tenía un proyecto de construcción en el que construyó un medidor PIC LCF. Utilizó el siguiente circuito para obtener oscilación. Utilizó la puerta Nand 4011 pero también se puede intentar utilizar un Buffer inversor (74LS04 etc ) en lugar de la puerta Nand. Yo probé el HEF40106 pero no funcionó nada bien.

Se aplica la fórmula estándar:

Así que la capacitancia en serie C en este caso es de 10nF. VR2 está ahí para asegurar que la oscilación se inicia de forma fiable y se mantiene estable durante su funcionamiento. El inductor L1 proporciona una inductancia mínima que se puede restar para obtener el valor desconocido de L.