Для измерения индуктивности используют мост, в противоположные плечи которого включены реактивные элементы
R1 L R2
C
R 2 R4
На практике «L» измеряется мостом, в противоположное плечо которого включен конденсатор. Его величину можно изменять. Условие равновесия моста прежнее. Поэтому произведение сопротивлений противоположных плеч уравновешиваются произведением R2R3. Они активные, следовательно, это наиболее удобный метод. Мост получится простой. Недостаток: сказываются потери и собственные емкости и индуктивности элементов.
Имеются мосты, в которых конденсатор включен параллельно с резистором R4.
R
C
Последнее включение используется при большой добротности контура с катушкой индуктивности. Второе — параллельное включение —малая добротность.
Мостовые методы для измерения индуктивности могут иметь как стрелочный индикатор, так и цифровое табло. В последнем случае ток в диагонали преобразуется аналого-цифровым преобразователем.
2. Резонансные методы.
Z
Использование контура, его резонансных свойств позволяет измерять величину реактивных элементов. Такие приборы называют Q-метры. Поскольку кроме L-C они измеряют добротность контура.
Lx
L
fген C V
Суть прибора: первоначально без Lx, Cx параметрыконтура подобраны в резонанс. После подключения элемента, контур расстраивается, а изменением частоты индуктора его вновь настраивают в резонанс. Шкала проградуирована в единицах L, C. Основной недостаток Q-метра: собственные паразитные параметры не учитываются. Погрешность с измерением L и C резонансным методом приблизительно 2 %. Основной недостаток прибора: они стационарные.
Поскольку реактивности при коммутации вызывают изменение тока (напряжения), причем это изменение не мгновенное, а через интервал времени. Величина интервала зависит от L, C. Поэтому при измерении реактивностей используют такую зависимость и посредством времени интервала Т определяют величину С (реже L). Наиболее часто временной интервал применяют для измерения величины емкости. Скорость нарастания напряжения на конденсаторе за фиксированный интервал t-t1 зависит от С
Uo C1 C2
Этот подход измерения временного интервала используют в цифровых измерителях С.
Основной недостаток — заряд конденсатора нелинейный, то есть U возрастает не линейно, поэтому при большом U большая погрешность. При снижении U интервал t уменьшается, что также проводит к погрешности.
Вывод: необходимо оптимальное сочетание t и U. Индуктивность по такому методу обычно не измеряют, так как ее зависимость более сложная.
Измерение дискретных параметров построено на преобразовании величины параметра в значении тока U, и временном интервале. Наиболее общим методом является метод (А) и (V), используемый для всех трех величин. Мостовые методы измерения считаются наиболее точными при лабораторных испытаниях. Резонанс частоты в колебательных контурах используется для измерения L, С. И постоянностью времени заряда/разряда часто привлекают для измерения емкости конденсатора.
Все рассмотренные методы питались сигналом, с частотой ориентировочно до МГц. На высоких частотах начинает сказываться влияние собственных реактивностей у элементов. Любой элемент имеет комплексное сопротивление. Поэтому при работе Δ4 и СВ4 сигналами используют методы, уменьшенное влияние собственных реактивностей на измеряемый параметр. Например, обязательно применяют заземляющие пластины (экраны), экранные кольца, уменьшение /// емкость элементов.
| следующая лекция ==> ИЗМЕРЕНИЕ БОЛЬШИХ ВЕЛИЧИН СОПРОТИВЛЕНИЙ | ИЗМЕРЕНИЕ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Дата добавления: 2019-10-16 ; просмотров: 28 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Наиболее прямой метод измерения индуктивности состоит в сравнении с известной с помощью моста.
R1 – регулируемое сопротивление, которое включает сопротивление катушки L1
r – резистор (необязателен)
При равновесии моста Rx и Lx определяется:
Регулируя L1 и R1, уравновешивающийся мост достигает равновесия с Rx и Lx. Поскольку индуктивности имеют относительно большие собственные сопротивления, можно включит в схему r и изменить его сопротивление в процессе уравновешивания, чтобы расширить диапазон измеряемых индуктивностей. Если использовать меры индуктивности, то уравновешивание моста можно обеспечит регулировкой R1 и R3/R2, но при регулировке они будут влиять друг на друга, в результате время уравновешивания увеличивается и зависит от добротности Q неизвестной индуктивности. Такой измеритель индуктивности используется редко из-за трудности получения стабильных и точных индуктивностей.
Мост Максвелла-Вина.
В модификации моста Максвелла предложенной Вином для измерения неизвестной индуктивности используется параллельное соединение сопротивлений и емкостей.
Поскольку ток через конденсатор опережает ток через индуктивность, необходима фазовая компенсация. Следовательно, емкостные и индуктивные компоненты следует размещать в противоположных плечах моста. Условие равновесия моста:
Индуктивность измеряется с помощью емкостей высокого качества, которые значительно точнее и легче в изготовлении, чем образцовые, и создают незначительное поле. Равновесие обычно достигается регулировкой R2 и С, т.к. этим обеспечивается независимое уравновешивание Rx и Lx. Однако можно использовать фиксированную С и регулировать R2, R1 или R3, хотя при этом время уравновешивания возрастает. Мост широко используется для измерения индуктивности катушек с добротностью Q ниже 10. Этот верхний предел Q обусловлен тем, что как следует из (3) сумма фазовых углов противоположных плеч моста должны быть равны при равновесии. Т.к. R1 и R3 активные сопротивления, то их фазовые углы равны нулю. Ток через индуктивность с большой Q будет отставать по фазе почти на 90 0 . это означает, что резистор R2 должен иметь слишком большое сопротивление. Эта трудность преодолена в мосте Хея.
Мост Хея.
Rx=R1R3/R2(1+Q 2 x) (10)
Lx=R1R3C/(1+1/Q 2 x) (11)
(10) и (12) – условие равновесия
R2 соединен последовательно с емкостью С. При высокой добротности Lx R2 можно выбрать очень маленьким. Недостаток: равновесие зависит так, что шкалу прибора невозможно проградуировать в значениях индуктивности. Мост Хея обычно используют только для измерения катушек с добротностью Q меньше 10. если пренебречь в (11) членом Q 2 x, то значение индуктивности не зависет от частоты, и погрешность составит менее1%.
Мост Оуэна.
(13) и (14) условие равновесия моста. Если R2 и С2 регулируемые элементы схемы, то можно обеспечить независимое равновесие для Rx и Lx. Хотя это возможно для регулировки R1 и R2. r подключать необязательно, нужно для расширения диапазона возможного баланса сопротивлений. Данный мост полезен для определения дифференциальной индуктивности.
Мост Кемпбелла.
Используют для измерений взаимной индуктивности со сравнением с образцовой. (15) и (17) – условие равновесия. Положение 2: калибровка регулированием L1 и R1. Положение 1: измерение. М1 регулируют до установления с Мх.
Измерение индуктивности, добротности, емкости, тангенс дельта мостами переменного тока
Мостовые схемы измерения индуктивности и добротности с образцовыми элементами: а) – с катушками, б) с конденсатором. В них используется источник гармонического тока с напряжением U и угловой частотой ω. Эти мосты обеспечивают наилучшее уравновешивание. Эквивалентная схема замещения для катушек индуктивности с потерями могут быть последовательными или параллельными в зависимости от потерь отраженных активным сопротивлением. Условие равновесия моста для схемы а): R1(Rx+jωLx)=R2(Ro+jωLo) (1).
Где Lх и Rх измеряемое индуктивность и сопротивление омических потерь в катушке, Lo и R0 – образцовая индуктивности и сопротивление. Приравняв, действительные и мнимые части в выражении (1) находим: Rx=RoR2/R1, Lx=LoR2/R1 (2).
Поскольку изготовление высокодобротных образцов катушек вызывает определенные трудности, часто в качестве образцовой меры в мостах переменного тока применяют конденсатор (рис б). Для этой схемы справедливо: Rx+jωLx=R2R3(1/Ro+jωCo) (3).
Если в данном уравнении приравнять действительную и мнимую части, то получим следующее выражение: Rx=R2R3/Ro Lx=CoR2R3 (4).
Добротность катушки определяется: Q=ωLx/Rx=RoωCo (5)
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9482 –
| 7455 –
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Каждая катушка помимо индуктивности L обладает собственной емкостью С и активным сопротивлением R. Собственная емкость приводит к тому, что при измерении мы определяем не истинную индуктивность L, а ее действующее значение Lд, эквивалентное по своему сопротивлению общему сопротивлению индуктивности L и емкости С:
где f – частота тока в катушке.
Собственная резонансная частота катушки.
Широко распостраненными методами измерения индуктивностей являются метод вольтметра-амперметра, мостовой и резонансный. Для прибора с электронно-световым индикатором больше подходит мостовой метод.
Измерительный мост такого прибора состоит из двух плеч с активным (резисторы R1 и R3) и двух плеч с реактивным (катушка Lx и конденсатор С1) сопротивлениями.
Конденсатор переменной емкости С1 зашунтирован резистором R2, которым уравновешивают сдвиг фаз, создаваемый потерями в исследуемой катушке Lx, включенной в противоположное плечо.
Условием балансировки измерительного моста является равенство:
При параллельном соединении реактивного сопротивления – конденсатора С или катушки L и активного сопротивления – резистора R добротность катушки определяется отношением реактивной проводимости к активной:
При использовании конденсатора переменной емкости С1 и переменного резистора R2 регулировка амплитуды и регулировка фазы токов данной цепи независимы друг от друга, поэтому эти элементы моста могут иметь самостоятельные шкалы для непосредственного отсчета индуктивностей и потерь в них.
Конструкция моста упростится, если конденсатор С1 будет постоянным, резистор R3 – переменным, а резистор R1 заменить цепочкой из пяти последовательно соединенных резисторов R4-R8 и сделать от нее отводы к переключателю.
Рис.2. Принципиальная схема прибора
Цепочка R4-R8 расширит предел измерения прибора и позволит измерять индуктивности 100 мкГ. 10 Г. Балансировка такого моста достигается переключателем В1 и поочередным изменением сопротивлений резисторов R3, R2 и фиксируется по электронно-световому индикатору. Когда мост сбалансирован, на экране видна узкая полоска.
Рис.3. Схема индикатора
Индуктивность измеряемой катушки Lx, мГ, равна произведению числа, отсчитанного по шкале резистора R3, на коэффициент, соответствующий положению переключателя В1. Учитывая, что добротность катушки:
Q = 2П F Lx /Rx = 2П F C1 R2.
Шкалу резистора R2 можно проградуировать непосредственно в значениях этой добротности при выбранной частоте, например 1 кГц.
В.Ф.Шилов. "Измерительные приборы на электронно-световом индикаторе". МРБ. 1979 год
Радиолампы, использованные в статье:
Вас может заинтересовать:
Комментарии к статье:
Добавил: Дык Пробывал измерить инд. катушки П контура на 160 м диапазон измерительным мостом УМ-3 получается какая-то х–нь . Кто подскажет как померять инд. мостом? Есть еще кто пользуется таким методом измерения, если нету , то буду ломать этот прибор и делать в нем УМ на 160м. Дата: 2016-05-20 Добавил: георгий а как можно снизить нижний порог измерения и что если вместо 10кгц подать 50 гц Дата: 2010-12-30 Добавил: Вячеслав Материал очень интересен,но вот если бы еще схемок простых то было бы совсем замечательно.СТАРОЕ НАМНОГО НАДЕЖНЕЕ ПРОЩЕ И ЛУЧШЕ ЧЕМ ВСЯКОЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ ФУФЛО!К сожалению современной молодежи этого не понять. Дата: 2010-12-25 Добавил: Леха Гавно!Старо как мир. Дата: 2009-12-20
При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна
