Dlaczego typowe multimetry cyfrowe nie mierzą indukcyjności?

Nawet w przypadku obwodów głównie cyfrowych, używam dławików znacznie częściej niż kiedyś, generalnie z powodu wszystkich konwerterów buck lub boost (ostatnia płyta, w której brałem udział, ma 12 różnych szyn napięciowych - sześć z nich jest potrzebnych tylko przez TFT LCD).

Nigdy nie widziałem standardowego multimetru cyfrowego (DMM) z zakresem indukcyjności. Skończyło się na tym, że kupiłem osobny miernik do pomiarów LC.

Jednak wiele DMM ma skalę pojemności. Skoro kondensatory i cewki indukcyjne można traktować jak lustrzane odbicia z przerzuconym napięciem i prądem, dlaczego DMM nie zawierają również skali indukcyjności? Co jest tak trudnego w pomiarze indukcyjności, że jest pomijany w DMM i przenoszony do mierników specjalnych?

Ponieważ mierniki indukcyjności są zwykle miernikami LC (nawet LCR), czy mierzą one pojemność w inny sposób niż DMM? Czy są one dokładniejsze niż skala pojemności DMM?

Jedynym powodem, dla którego DMM nie mogą mierzyć indukcyjności, jest to, że trudniej jest zmierzyć indukcyjność niż rezystancja lub pojemność: zadanie to wymaga specjalnego obwodu, który nie jest tani. Ponieważ jest stosunkowo niewiele przypadków, w których wymagane są pomiary indukcyjności, standardowe DMM nie mają tej funkcji, co pozwala na niższy koszt.

Proste DMM mogą mierzyć pojemność po prostu ładując kondensator stałym prądem i mierząc tempo narastania napięcia. Ta prosta technika zapewnia zaskakująco dobrą dokładność i szeroki zakres dynamiczny, dlatego można ją wdrożyć w prawie każdym DMM, bez znacznych kar kosztowych. Istnieją również inne techniki.

Teoretycznie można zmierzyć indukcyjność, przykładając stałe napięcie do cewki indukcyjnej i mierząc narastanie prądu; jednak w praktyce technika ta jest znacznie bardziej skomplikowana do wdrożenia, a dokładność nie jest tak dobra jak w przypadku kondensatorów z następujących powodów:

• Cewki indukcyjne mogą mieć stosunkowo wysoką rezystancję i pojemność pasożytniczą
• Straty rdzenia (w rdzeniach indukcyjnych)
• EMI (w tym indukcyjność bierna i pojemność)
• Efekty zależne od częstotliwości w cewkach indukcyjnych
• Więcej

Istnieje kilka technik pomiaru indukcyjności (niektóre z nich opisano tutaj ).

LCR to specjalne mierniki zaprojektowane do pomiarów indukcyjności i zawierające wymagany zespół obwodów. To są kosztowne narzędzia.

Ponieważ sprzęt do pomiaru indukcyjności może być również wykorzystywany do dokładnego pomiaru R i C, LCR również wykorzystują ten obwód w celu poprawy dokładności pomiaru pojemności i rezystancji (na przykład: rezystancja AC, pojemność AC, ESR itp.). Uważam, że różnica między pomiarem indukcyjności i pojemności za pomocą LCR jest tylko kwestią różnych algorytmów oprogramowania układowego, choć jest to tylko przypuszczenie.

Dlatego ogólna odpowiedź na twoje pytanie brzmi: „tak, LCR są zwykle dokładniejsze w pomiarach RC niż DMM i mogą mierzyć szerszy zakres mierzalnych wielkości”. Jest to jednak ogólna zasada - istnieje wiele doskonałych DMM i kiepskich LCR-ów ... Przeczytaj specyfikację.

Rezystory są bardzo czyste w porównaniu do cewki indukcyjnej, ponieważ typowy zwykły rezystor ma bardzo małą ilość indukcyjności upływu i pojemności. Opór w 99,9% przypadków dominuje w odczycie.

Kondensatory są również dość czyste, jeśli zwykle docierają do urządzeń montowanych powierzchniowo. Indukcyjność jest dość niska, podobnie jak odporność na przeciekanie i ESR. Ponownie, reaktancja pojemnościowa w szerokim obszarze wartości dominuje w pomiarze i daje przyzwoite wyniki za pomocą prostych metod testowych.

Cewki indukcyjne to inna historia. Oddzielenie wartości ESR od wartości biernej przy niskich częstotliwościach może być trudne, chyba że wykonano również pomiar rezystancji prądu stałego. ESR zwiększa się również z częstotliwością z powodu efektów skórnych i bliskości. Do tego dochodzi problem polegający na tym, że uzwojony komponent ma stosunkowo wysoką pojemność upływową i ta pojemność może zepsuć odczyt w miarę zbliżania się i wznoszenia powyżej i powyżej częstotliwości samorezonansowej, co utrudnia ustalenie wartości induktorów za pomocą stosunkowo prostych testów .

To prawda, że ​​cewki indukcyjne mogą być bardziej skomplikowanymi komponentami niż rezystory lub kondensatory. Ale powodem, dla którego powszechne DMM nie mają pomiaru L, jest prawdopodobnie więcej z powodu sił rynkowych. Właściwie kiedyś miałem tani DMM z pomiarem L, ale moja obecna kolekcja DMM nie może mierzyć L.

Możesz zmierzyć wszystkie aspekty komponentu magnetycznego, takie jak prosty induktor lub transformator z wieloma uzwojeniami, za pomocą skomplikowanych urządzeń, takich jak łącze Vasili'ego, lub kupić prosty LCR tylko do pomiaru indukcyjności, takiego jak ta 60 euro. Zgodnie z instrukcją użytkownika online, cewka sinusoidalna o częstotliwości 250 Hz stosuje się do badanego cewki indukcyjnej szeregowo z rezystorem. Rezystor szeregowy można wybrać za pomocą pokrętła skali. Aby uzyskać bardziej szczegółowe wyjaśnienie, spójrz np . Tutaj.

Co do drugiego pytania OP, nie wierzę, że mierniki indukcyjności są miernikami „LC”. Sugerowałoby to, że mierzą one za pomocą obwodu rezonansowego. Najprostszą metodą pomiaru L lub C jest rezystor szeregowy i oscylator niskiej częstotliwości. Tani DMM i tani LCR będą korzystać z tej metody. Dokładność z DMM lub LCR będzie zatem podobna. Ponieważ jednak cewki indukcyjne mają więcej pasożytniczych efektów niż kondensatory, takie jak rezystancja, strumień upływu, nasycenie, nieliniowość, histereza, prądy wirowe, częstotliwość zależna od mi, prosty pomiar indukcyjności może nie być dla Ciebie wystarczający.