Методы измерения индуктивности с высокой (1%) точностью с использованием стандартного оборудования?

Я моделирую тонкое поведение взаимодействующих колебательных контуров. Я посмотрел пару методов измерения индуктивности. Я верю, что добросовестно следую процедуре, но полученные значения не так точны, как я ожидаю. В принципе, это элементарный вопрос, но в идеале я хотел бы, чтобы точность составляла 1% или менее, и я не верю, что достигаю ее с помощью методов, которые я могу найти. У меня есть осциллограф Tektronix 1001B и довольно стандартный генератор сигналов.

Во-первых: Точность 1% с этим оборудованием нереальна?

Если нет, я следовал процедуре измерения индуктивности с помощью синусоиды здесь: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (я также попробовал метод, в котором вы настраиваете частоту, пока напряжение индуктора не станет вдвое меньше общего напряжения) ,

Я измеряю через два индуктора последовательно; в качестве проверки работоспособности я также сделал оба индуктора по отдельности. L1 - это вид индуктора, который выглядит как резистор (см. Зеленую вещь на фото ниже); Lcoil - это спиральный индуктор (см. Ниже). Номинальные значения: L1 = 220 мкГн и Lcoil = 100 мкГн, поэтому я ожидаю, что в целом Ltot = 320 мкГн. Все измерения с f = 95 кГц, потому что это частота работы.

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

Это лучшие цифры, которые я могу ожидать? Значение катушки изменяется более чем на 20%, а общее значение изменяется на ~ 10%. У меня нет опыта работы с электроникой, поэтому, если есть некоторые основные интуитивные принципы, которые я пропускаю, пожалуйста, дайте мне знать!

Редактировать: я добавляю скринкап одного из расчетов, который предоставляет значения индуктивности и сопротивления индуктивности.

Метод, который вы используете, очень чувствителен к ошибкам, ESR может быть проблемой, но определить точное соотношение напряжений нелегко.

Я бы использовал LC-параллельный резонанс:

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

Получите 1% (или лучше) точный конденсатор. Если у вас нет такого конденсатора, то просто забудьте обо всем этом, вы не получите 1% точности.

Используйте схему как это:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Если у вас есть приблизительное значение для Lx, используйте приведенную выше формулу для определения резонансной частоты в сочетании с точным конденсатором C_1%.

Вы должны стремиться к частоте, которую генератор сигналов может легко генерировать, например, 1 МГц. Установите выходное напряжение генератора на пару вольт, точное значение не имеет значения, потому что мы хотим определить резонансную частоту .

Варьируйте частоту генератора и на осциллографе следите за амплитудой сигнала . Частота, где амплитуда самая большая , это резонансная частота. Затем используйте эту частоту и значение C_1%, чтобы определить значение Lx? используя формулу выше.

Если генератор сигналов не очень точный (если это генератор аналоговых сигналов), измерьте частоту с помощью осциллографа. Вам нужно точное значение частоты лучше 0,01%, иначе вы не сможете получить общую точность 1%. Ваш осциллограф является цифровым, поэтому он может измерять частоты с большей точностью.

Sunnyskyguy описывает отличный метод. Точность зависит от погрешности резонирующего конденсатора. Другим условием ошибки является частота: управляемая кристаллом временная база Tek 1001B должна обеспечивать точность измерений частоты.

Стоит обрисовать альтернативную конфигурацию теста: серия LC. Вы можете сделать это с помощью генератора функций + осциллографа. Функциональный генератор выводит синусоидальную волну приличной амплитуды:

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

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

Вы можете использовать последовательный или параллельный резонанс в зависимости от того, какой импеданс вы выбираете в резонансе и какой Q вы ожидаете от любого режима. Здесь 100 кГц составляет ~ 100 Ом, а Q 30 дБ подразумевает 0,1 Ом для DCR .

Это может быть ограничено вашим драйвером GBW продукта. 300 Ом (1 + f) / GBW = R _out, если ток не ограничен.

Здесь я выбрал пленку 10 нФ из-за очень низкого СОЭ . Но мне нужно было буферизовать с выходным сопротивлением ниже, чем DCR катушки, если я хочу это измерить. Усиление - это коэффициент добротности или коэффициент сигнала.

Здесь и L, и DCR находятся по номинальной серии C и по емкости с автоподзаводом от надреза SRF на частоте 1 МГц. Ваш пробег будет варьироваться.

Обычно вы хотите протестировать его в той области частот, в которой он будет использоваться. Затем решите, хотите ли вы добавить постоянный ток смещения и переменный ток, соединяющий сигнал для изоляции от источника постоянного тока.

Обычно измерители RLC используют синусоидальный сигнал постоянного тока при частоте 1 кГц до 1 МГц. Затем измерьте напряжение и фазу для вычисления RLC.