Metodi per misurare l'induttanza con alta precisione (1%) utilizzando apparecchiature standard?

Sto modellando il comportamento eccellente dell'interazione dei circuiti oscillatori. Ho cercato un paio di metodi per misurare l'induttanza. Credo di seguire fedelmente la procedura, ma i valori che ottengo non sono precisi come mi aspetto. Questa è, in linea di principio, una domanda elementare, ma idealmente mi piacerebbe una precisione dell'1% o inferiore e non credo di raggiungerla con i metodi che riesco a trovare. Ho un oscilloscopio Tektronix 1001B e un generatore di segnale piuttosto standard.

Primo: una precisione dell'1% con questa attrezzatura non è realistica?

In caso contrario, ho seguito la procedura per misurare l'induttanza con un'onda sinusoidale qui: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (ho anche provato il metodo in cui si sintonizza la frequenza fino a quando la tensione dell'induttore è la metà della tensione totale) .

Misuro attraverso due induttori in serie; come controllo di integrità ho anche fatto entrambi gli induttori separatamente. L1 è il tipo di induttore che sembra un resistore (vedi la cosa verde nella foto sotto); Lcoil è un induttore a spirale (vedi sotto). I valori nominali sono L1 = 220 uH e Lcoil = 100 uH, quindi mi aspetto un totale di circa Ltot = 320 uH. Tutte le misurazioni sono con f = 95kHz perché questa è la frequenza di funzionamento.

• R_s = 100 Ohm fornisce Ltot = 290, L1 = 174 e Lcoil = 122 (L1 + Lcoil = 296)
• R_s = 56 Ohm fornisce Ltot = 259, L1 = 174 e Lcoil = 98 (L1 + Lcoil = 272)

Sono questi i migliori numeri che posso aspettarmi? Il valore della bobina cambia di oltre il 20% e il valore totale varia di ~ 10%. Non ho un background elettronico, quindi se ci sono alcuni principi intuitivi di base che sto trascurando, per favore fatemi sapere!

Modifica: aggiungo una screencap di uno dei calcoli, che fornisce i valori dell'induttanza e della resistenza dell'induttore.

Il metodo utilizzato è molto sensibile agli errori, ESR può essere un problema, ma anche determinare i rapporti esatti di tensione non è facile.

Vorrei usare la risonanza parallela LC:

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

Ottieni un condensatore preciso all'1% (o migliore). Se non si dispone di un condensatore del genere, dimenticare semplicemente tutto, non si otterrà la precisione dell'1%.

Usa un circuito come questo:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Se hai un valore approssimativo per Lx, usa la formula sopra per determinare la frequenza di risonanza in combinazione con il condensatore accurato C_1%.

Dovresti puntare a una frequenza che il generatore di segnali può facilmente generare, ad esempio 1 MHz. Impostare la tensione di uscita del generatore a un paio di volt, il valore esatto non ha importanza perché vogliamo determinare la frequenza di risonanza .

Variare la frequenza del generatore e sull'oscilloscopio tenere d'occhio l' ampiezza del segnale . La frequenza in cui l'ampiezza è la più grande , ovvero la frequenza di risonanza. Quindi utilizzare quella frequenza e il valore di C_1% per determinare il valore di Lx? usando la formula sopra.

Se il generatore di segnale non è molto preciso (se si tratta di un generatore di segnale analogico), misurare la frequenza utilizzando l'oscilloscopio. È necessario un valore di precisione superiore allo 0,01% per la frequenza, altrimenti non è possibile ottenere la precisione complessiva dell'1%. Il tuo oscilloscopio è digitale in modo da poter misurare le frequenze con maggiore precisione.

Sunnyskyguy delinea un metodo eccellente. La precisione dipende dall'errore del condensatore risonante. L'altro termine di errore è frequenza: la base dei tempi controllata da cristalli del Tek 1001B dovrebbe rendere accurate le misurazioni della frequenza.

Vale la pena di delineare la configurazione di prova alternativa: serie LC. Puoi farlo con generatore di funzioni + oscilloscopio. Il generatore di funzioni emette un'onda sinusoidale di ampiezza decente:

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

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

È possibile utilizzare la risonanza in serie o in parallelo in base all'impedenza scelta in risonanza e alla Q che ci si aspetta da entrambe le modalità. Qui 100 kHz è ~ 100 ohm e Q di 30 dB implica 0,1 ohm per DCR .

Ciò può essere limitato dal prodotto GBW del driver . 300 ohm (1 + f) / GBW = R _{out a} meno che la corrente sia limitata.

Qui ho scelto un film da 10 nF a causa di un ESR molto basso . Ma avevo bisogno di bufferizzare con impedenza di uscita inferiore al DCR della bobina, se voglio misurarlo. L'amplificazione è il rapporto Q o impedenza del segnale.

Qui sia L che DCR si trovano nella serie di rating C e nella capacità di carica automatica della tacca SRF a 1 MHz. Il tuo chilometraggio varierà.

Di solito si desidera testarlo nella regione di frequenza che verrà utilizzato. Quindi decidere se si desidera aggiungere corrente di polarizzazione CC e accoppiare CA il segnale da isolare dall'alimentatore CC.

Normalmente i misuratori RLC utilizzano un'onda sinusoidale a corrente costante da 1 kHz a 1 MHz. Quindi misurare la tensione e la fase per calcolare l'RLC.