Как измерить ёмкость и индуктивность с помощью генератора и осциллографа + online-калькулятор — radiohlam.ru
Для многих любителей электроники актуальной является задача измерения емкостей конденсаторов и индуктивностей дросселей, поскольку, в отличие от резисторов, эти компоненты нередко бывают не промаркированы (особенно SMD). Между тем, имея генератор синусоидальных колебаний и осциллограф (приборы, которые должны быть в любой радиолюбительской лаборатории), эта задача довольно просто решается. Всё, что для этого нужно — это вспомнить начальный курс электротехники.
Рассмотрим простейшую схему — последовательно соединённые резистор и конденсатор. Пусть эта схема подключена к источнику синусоидальных колебаний. Запишем уравнения для напряжений на элементах нашей схемы в операторной форме: UR = I * R, UC = -j * I / ωC. Из этих уравнений очевидно, что амплитудные значения напряжений будут относится следующим образом: UR / UC = R * ωC (конечно, напряжения будут сдвинуты по фазе, но нас это в данном случае не волнует, нас волнуют
Думаю, что многие уже догадались к чему я клоню. Да-да, из последнего уравнения довольно просто вычисляется ёмкость:
C = UR/UC * 1/ωR или, с учетом того, что ω= 2πf, получим C = UR/UC * 1/2πfR ; (1)
Итак, алгоритм простой: подключаем последовательно с измеряемой ёмкостью резистор, подключаем к этой схеме генератор синусоидальных колебаний и осциллографом измеряем амплитуды напряжений на нашем конденсаторе и резисторе. Изменяя частоту, добиваемся, чтобы амплитуда напряжений на обоих элементах была примерно одинаковой (так измерение получится точнее). Далее, подставляя измеренные значения амплитуд в формулу (1), находим искомую ёмкость конденсатора.
Аналогично можно вывести формулу для подсчета индуктивности:
L = UL/UR * R/ω или, с учётом того, что ω= 2πf, получим L = UL/UR * R/2πf ; (2)
Таким образом, имея генератор синусоидальных колебаний и осциллограф, с помощью формул (1) и (2) оказывается довольно просто вычислить неизвестную ёмкость или индуктивность (благо резисторы практически всегда имеют маркировку).
Алгоритм действий следующий:
1) Собираем схему из последовательно соединённых резистора известного номинала и исследуемой ёмкости (индуктивности).
2) Подключаем эту схему к генератору синусоидальных колебаний и изменением частоты добиваемся того, чтобы амплитуды напряжений на обоих элементах схемы были примерно одинаковы.
3) По формуле (1) или (2) вычисляем номинал исследуемой ёмкости или индуктивности.
Несмотря на то, что наши элементы не идеальные, есть допуск на номинал резистора и всегда есть некоторые погрешности измерений, результат получается довольно точным (по крайней мере можно без труда идентифицировать ёмкость в стандартном ряду). Пусть у меня при измерении ёмкости получилась величина 1,036 нФ. Очевидно, что на исследуемом конденсаторе должна была быть нанесена маркировка 1 нФ.
Для того, чтобы вам легче было сориентироваться с номиналами резисторов, приведу некоторые примеры:
— для ёмкости 15 пФ в схеме с резистором 200 кОм амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 53 кГц;
— для ёмкости 1 нФ в схеме с резистором 10 кОм амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 15,9 кГц;
— для ёмкости 0,1 мкФ в схеме с резистором 680 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 2,34 кГц;
— для индуктивности 3 мкГн в схеме с резистором 120 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 6,3 МГц;
— для индуктивности 100 мкГн в схеме с резистором 120 Ом амплитуды напряжений будут примерно равны на частоте 190 кГц.
Таким образом, диапазон измеряемых емкостей и индуктивностей зависит только от диапазона частот, с которыми могут работать ваши генератор и осциллограф.
На основе этого метода можно изготовить прибор для автоматического измерения емкостей и индуктивностей.
Online-калькулятор для расчёта емкостей и индуктивностей:
(для правильности расчётов используйте в качестве десятичной точки точку, а не запятую)
1) Расчёт емкостей:
R=кОм; f=кГц;UR=мВ;
UC=мВ;
C=
2) Расчёт индуктивностей:
R=Ом; f=МГц;UR=мВ;
L=
Измерение емкости и индуктивности — презентация онлайн
Похожие презентации:
3D печать и 3D принтер
Видеокарта. Виды видеокарт
Анализ компании Apple
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Устройство стиральной машины LG. Электрика
Конструкции распределительных устройств.
(Лекция 15)
Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок
Магнитные пускатели и контакторы
Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)
1. Измерение емкости и индуктивности
2. 1.1 Классификация, назначение и характеристики конденсаторов.
Общее обозначение конденсаторов3. Классификация конденсаторов
По характеру изменения емкости• Постоянной емкости
• Подстроечные
• Переменной емкости
4. Классификация конденсаторов
По способу защиты от внешних воздействующихфакторов
• Незащищенные
• Защищенные
• Неизолированные с/без покрытия
• Изолированные (с покрытием)
• Уплотненные органическими материалами
• Герметизированные с помощью корпусов
5. Классификация конденсаторов
По способу монтажа на печатных платах• Для печатного монтажа
• Навесного монтажа
• Для использования в составе микромодулей,
и микросхем
6.
Классификация конденсаторовПо назначению• Общего назначения
• Специальные
7. Классификация конденсаторов
По использованию в конкретных цепяхаппаратуры
Низковольтные
Низкочастотные
Импульсные
Полярные
—
Высоковольтные
Высокочастотные
Пусковые
Неполярные
8. Классификация конденсаторов
По виду диэлектрика конденсаторы делятся нагруппы:
С органическим диэлектриком
Неорганическим диэлектриком
Оксидным диэлектриком
Газообразным диэлектриком
9. Назначение конденсатора
Конденсатор предназначен длянакопления заряда и энергии
электрического поля.
В цепи постоянного тока в момент
включения его в цепь способен проводить
ток , по окончании переходного процесса
ток через конденсатор не течёт.
В цепи переменного тока — проводит
колебания переменного тока посредством
циклической перезарядки конденсатора.
10. Характеристики конденсатора
Номинальная емкость
Номинальное напряжение
Номинальный ток
Сопротивление изоляции
Температурный коэффициент
емкости
11.
1.2 Классификация, назначение и характеристики индуктивности.Общее обозначение индуктивностей12. Классификация индуктивностей
По конструкции:• Однослойные и многослойные
• Каркасные и бескаркасные
• С сердечниками и без
сердечников
• Экранированные и
неэкранированные
• Высокочастотные и
низкочастотные и т.д.
13. Классификация индуктивностей
По назначению:• Контурные
• Катушки связи
• Дроссели высокой и низкой
частоты и т.п.
14. Назначение катушки индуктивности
Катушка индуктивности предназначенадля подавления помех, сглаживания
биений, накопления энергии,
ограничения переменного тока,
создания магнитных полей.
Принцип действия основан на
значительной инерционности при
протекании через катушку переменного
электрического тока.
15. Характеристики катушек индуктивности
Индуктивность (L)
Собственная емкость (CL)
Активное сопротивление (R)
Добротность (Q)
Температурная стабильность
индуктивности (α)
16.
2. Методы измерения конденсаторов и катушек индуктивности• Непосредственной оценки• Сравнения (мосты переменного
тока)
• Косвенный (метод амперметра и
вольтметра, метод ваттметра)
• Резонансный метод
17. Метод непосредственной оценки конденсаторов
• Микрофарадометр• Измеритель индуктивности
18. Метод сравнения
• Мост переменного тока19. Метод амперметра и вольтметра, метод ваттметра
20. Резонансный метод измерений
• Схема измерения ёмкостейрезонансным методом
• Резонансная схема измерения
индуктивностей
21. Задание на закрепление темы: Информационный источник: страницы * 130-132 «Электрорадиоизмерения» Шишмарев В.Ю., Шанин В.ИМ.
Вопросы на повторение темы1. Общие характеристики С и L?
English Русский Правила
Измерение ESR и индуктивности конденсатора
Измерение ESR и индуктивности конденсатораДуглас С.
Смит Адрес: почтовый ящик 1457, Лос-Гатос,
СА 95031
ТЕЛ.:
800-323-3956/408-356-4186
ФАКС:
408-358-3799
Мобильный: 408-858-4528
URL:
www.dsmith.org
Электронная почта: [email protected]
Рис. 1. Тестовая схема для измерения собственной индуктивности конденсатора и ЭСР
Технические сведения
Паразитные параметры конденсатора, его эквивалента
серии
сопротивление
(ESR) и его индуктивность влияют на то, как конденсатор работает в цепях.
Некоторые приложения очень чувствительны к этим параметрам. Например,
Шунтирующий конденсатор, используемый между питанием и землей в цифровой цепи, должен
иметь возможность быстро подавать ток на близлежащие активные устройства. Если это слишком
большая индуктивность не сможет этого сделать. Точно так же переходный
реакция конденсатора, используемого для отвода импульса тока из-за электростатического
разряд очень важен для способности конденсатора выполнять свою работу.
Так как же можно измерить паразитные параметры конденсатора? Один можно конечно подключить конденсатор к сетевому анализатору и получить очень хорошая характеристика. Однако такой инструмент может быть довольно дорогим. Даже менее дорогие приборы для измерения емкости могут быть недоступны. при необходимости. Оба инструмента могут не предоставлять информацию в удобном виде. годная к употреблению форма. Если у вас есть генератор импульсов (желательно с выходом 50 Ом импеданс) и осциллографом можно легко измерить переходную характеристику конденсатора. Исходя из этих данных, ESR и индуктивность конденсатора можно определить.
Сначала постройте простую сеть, показанную на рис. 1 в конце
коаксиальный кабель сопротивлением 50 Ом, питаемый от генератора импульсов сопротивлением 50 Ом. Резистор 50 Ом
используется на Рисунке 1 для завершения коаксиального кабеля во время переднего фронта и обеспечения
полное сопротивление источника 100 Ом. Показан резистор на 51 Ом.
Резистор из углеродистого материала мощностью 1/2 Вт с одним выводом, обрезанным так, чтобы
Резистор просто сидит, а обрезанный провод полностью вставлен в разъем BNC.
Для длительности импульса, превышающей постоянную времени RC,
можно увидеть экспоненциальный рост напряжения холостого хода импульса
источник. В целях данного обсуждения мы рассмотрим
первые несколько сотен милливольт экспоненциального подъема на 5 вольт. Пример
это показано на рисунке 2.
Рис. 2. Начальный подъем
На рис. 2 показано начало экспоненциального роста напряжения на
конденсатор, когда начинается импульс генератора.
Вертикальный масштаб составляет около
200 мВ, а горизонтальное время составляет небольшую часть постоянной времени RC
100 Ом и измеряемый конденсатор. Так как напряжение конденсатора
все еще очень мало по сравнению с 5-вольтовым выходом разомкнутой цепи генератора,
ток через конденсатор можно считать постоянным и равным
к напряжению холостого хода генератора, деленному на 100 Ом, 50 мА в этом
кейс.
Время нарастания тока будет таким же, как и напряжение генератора. Если нарастание представляет собой рампу с постоянным наклоном, а конденсатор не имеет индуктивности, начальный подъем, показанный на рисунке 2, будет следовать пунктирной линии, а затем наклон изменится на начальный наклон экспоненциального подъема, определяемый по:
1) dv/dt = i /C = 50 мА/C
где
C — емкость конденсатора при этом низком напряжении.
и
время нарастания тока << RC.
Смещение между базовой линией и началом экспоненциального
подъем — это как раз напряжение, которое развивает ток, 50 мА для этого случая
через ESR конденсатора.
СОЭ можно легко оценить в этом
случае, разделив смещение напряжения (обозначенное ESR на рис. 2) на 50 мА.
Паразитная индуктивность конденсатора вызовет всплеск сигнала показанной на рис. 2, превышающей значение пунктирной линии по ее длине. Если бы текущий рост был на самом деле рампой с постоянным наклоном и очень резким углы (высокий ди 2 /dt), тогда всплеск будет прямоугольным импульсом значения:
2) E = L*di/dt
где
L — паразитная индуктивность конденсатора.
Повышение тока от генератора, используемого для данных в этой статье
не был пандусом с очень острыми углами и постоянным уклоном (случай для
большинство генераторов, которые я использовал). Эта характеристика генератора
в сочетании с эффектами зондирования привели к остроконечной форме пика Ldi/dt, как
показано на рисунке 2. Используя уравнение 2, можно определить индуктивность конденсатора.
быть рассчитаны. Часто нет необходимости вычислять индуктивность или
ESR, а просто выберите конденсатор из нескольких доступных, который имеет
самая низкая индуктивность и/или ESR.
Припайка компонентов к разъему BNC, как показано на рис. 1, работает до 300 МГц. Я оцениваю индуктивное сопротивление петли, образованной конденсатор и резистор должны быть около 20 Ом на частоте 300 МГц (оценка индуктивность при 10 нГн). Это достаточно мало по сравнению со 100 Ом сопротивление в цепи, чтобы существенно не влиять на начальный ток очень много. Для этого диапазона частот генератор с временем нарастания до двух наносекунд.
Если вам нужно проверить конденсатор с более коротким временем нарастания,
Лучше всего построить тестовую установку на небольшой печатной плате с заземлением.
плоскостные и управляемые импедансы. В этот момент паразитная емкость
Резистор 50 Ом также будет проблемой, которую следует принять во внимание.
К счастью, такая точность часто не нужна. Особенно, если человек просто
сравнение относительной производительности нескольких конденсаторов.
Данные
На рис. 3 ниже показан начальный подъем от генератора.
Черный
квадрат указывает вертикальное напряжение и горизонтальную шкалу времени. Открыто
напряжение цепи составляло чуть более 4 вольт с временем нарастания около 5 наносекунд.
Данные на рисунках с 3 по 6 были получены с помощью аналогового телескопа несколько лет назад.
назад. На рисунках с 4 по 6 показаны данные, полученные для нескольких конденсаторов с выводами.
(в отличие от поверхностного монтажа). Для каждого конденсатора были сняты две трассы.
Нижняя кривая была измерена на корпусе конденсатора, где выводы вошли
а верхний след включал минимальное количество свинца практически
подключите конденсатор к печатной плате. Верхний след будет
не требуется для современных конденсаторов для поверхностного монтажа, если кто-то не хочет
смоделируйте индуктивность соединения от конденсатора до точки интереса
на печатной плате.
Рис. 3. Вход от генератора импульсов
На рис. 4 показаны данные электролитического конденсатора емкостью 4 мкФ.
Смещение ESR
составляет около 50 мВ, что дает оценку ESR чуть более одного Ома. Уведомление
что, кажется, есть некоторые колебания на 1/C части склона.
Это может быть резонанс зонда осциллографа или резонанс в конденсаторе.
данные были получены стандартным датчиком 10X Hi-Z, так что датчик вызывает подозрения.
Я видел конденсаторы с ярко выраженными колебаниями от внутреннего резонанса.
Если вы планируете поставить большой конденсатор параллельно меньшему
одно, особенно если они построены по разным технологиям, это
неплохо было бы проверить импульсную характеристику комбинации
используя этот метод. Меньший конденсатор может резонировать.
с индуктивностью большего, вызывая неожиданный результат.
Рис. 4. Конденсатор 4 мкФ
На рис. 5 показан результат для конденсатора 1 мкФ такой же конструкции.
как конденсатор 4 мкФ, испытанный на рис. 4. Обратите внимание, что индуктивность аналогична
к конденсатору 4 мкФ, но ESR немного ниже.
Поскольку аналоговый прицел
использовалась, форма сигнала повторялась, а небольшой наклон слева
половина сигнала была концом экспоненциального падения от 5 вольт.
Если использовался одиночный импульс на цифровом осциллографе, наклон слева от
пик Ldi/dt будет равен нулю.
Рис. 5. Конденсатор 1 мкФ
На рис. 6 показан результат для радиального керамического конденсатора емкостью 1 мкФ (квадратный
кейс). Обратите внимание на низкую индуктивность и неопределяемый ESR. Отметим также, что
наклон экспоненциального подъема 1/C более плоский, что указывает на большую емкость
чем конденсатор 1 мкФ на рис. 5. Это может быть связано с тем, что
электролитический конденсатор, используемый для рисунка 5, может иметь меньшую емкость около
нулевое напряжение, чем при его рабочем напряжении, тогда как керамический конденсатор
имеет более постоянную емкость с напряжением. Индуктивность, соответствующая
к нижнему следу оценивается в 4,4 нГн.
Рис. 6. Керамический конденсатор 1 мкФ
Интересно отметить, что керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ в том же размер пакета, так как 1 мкФ на Рисунке 6 показал немного более высокое индуктивность в этой тестовой установке. Я считаю, что это произошло из-за того, что меньший конденсатор не заполнил корпус и внутреннюю индуктивность вызвал эффект. В этом случае конденсатор емкостью 1 мкФ был лучшим выбором, чем 0,1 мкФ!
Одним из преимуществ этого теста является то, что форма выходного сигнала переходная характеристика конденсатора. Напряжения, развиваемые на конденсатор в этом тесте напрямую связаны с тем, что произойдет в реальном цепи, если время нарастания тока от генератора аналогично тому, что конденсатор увидит по назначению.
Начало страницы
Главная
Copyright © 2000 Дуглас С.
СмитИзмерения емкости и индуктивности с помощью цифровых мультиметров в формате PXI
Конденсаторы
Конденсатор — это электронный компонент, способный накапливать энергию в виде заряда. Каждый конденсатор состоит из двух пластин из проводящего материала, разделенных диэлектриком, которым может быть воздух, бумага, пластик, оксид или изолятор любого другого типа. Диэлектрическая проницаемость или K изолятора представляет его способность накапливать заряд. В таблице 2 приведены значения K для различных диэлектрических материалов.
Диэлектрик | Диэлектрическая проницаемость ( К ) |
|---|---|
Пылесос | 1 |
Воздух | 1.0001 |
Тефлон | 2,0 |
Полипропилен | 2. |
Полистирол | 2,5 |
Поликарбонат | 2,9 |
Полиэстер | 3,2 |
ФР-4 | 3,8–5,0 |
Стекло | 4,0–8,5 |
Слюда | 6,5–8,7 |
Керамика | 6 до нескольких тысяч |
Оксид алюминия | 7 |
Оксид тантала | 11 |
1Таблица 2 . Значения K для различных диэлектрических материалов
Электрические свойства изоляторов зависят от таких факторов, как температура, частота, напряжение и влажность.
Эта изменчивость и механическая конструкция конденсатора делают устройство далеким от идеального. Лучшее представление реальных конденсаторов показано в эквивалентной модели на рисунке 4, которая может помочь вам понять различные паразитные элементы, присутствующие в реальном компоненте. Эти паразитные элементы влияют на импеданс конденсатора на разных частотах тестирования.
Рисунок 4 . Модель различных паразитных элементов в реальном компоненте, которые могут воздействовать на конденсатор
Параллельное сопротивление R p обычно имеет большое значение, и его влияние существенно только при измерении конденсаторов с малыми значениями. Эквивалентное последовательное сопротивление, R s , хотя и является небольшой величиной, важно в конденсаторах с большими номиналами, где импеданс мал по сравнению с R s и где рассеивается большая мощность. Последовательная индуктивность L s представляет собой общий спад индуктивности и емкости на более высоких частотах.
На низких частотах емкость зависит от частоты и уровня тестового сигнала из-за изменений диэлектрических свойств. На рисунке 5 показан алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 2,2 мкФ, 100 В, измеренный на разных частотах. Погрешность относится к измерению с использованием испытательного сигнала переменного тока 1 В rms на частоте 1 кГц.
Рисунок 5 . Алюминиевый электролитический конденсатор 2,2 мкФ, 100 В, измеренный на разных частотах
Эти факторы приводят к тому, что конденсаторы имеют разные значения при различных условиях температуры, частоты и уровня сигнала.
Катушки индуктивности
Катушки индуктивности — это электронные компоненты, способные накапливать энергию в виде тока. Каждый индуктор состоит из проводящей катушки, которая может быть намотана без сердечника или вокруг магнитного материала. Проницаемость материала сердечника является мерой напряженности магнитного поля, которое может быть в нем наведено.
Электрические свойства сердечников зависят от таких факторов, как температура, частота, ток и т. д. Эта изменчивость и механическая конструкция индуктора делают устройство далеким от идеального. Лучшее представление реальных катушек индуктивности показано в эквивалентной модели на рисунке 6, которая может помочь вам понять различные паразитные элементы, присутствующие в реальном компоненте. Эти паразитные элементы влияют на импеданс катушки индуктивности на разных частотах тестирования.
Рисунок 6 . Модель различных паразитных элементов в реальном компоненте, которые могут воздействовать на индуктор
Последовательное сопротивление R s представляет резистивные потери в проводнике. Параллельная емкость, C p , является эквивалентным емкостным эффектом между витками катушки, а параллельное сопротивление, R p , представляет собой сумму всех потерь, относимых на счет материала сердечника. Воздушные сердечники требуют гораздо большего количества витков в катушке для достижения высоких значений индуктивности.
Таким образом, воздушные сердечники часто непрактичны для применения из-за их большого размера и веса. Кроме того, воздушные сердечники обычно имеют большую емкость обмотки и последовательное сопротивление с высоким значением индуктивности. Не все паразиты влияют на значение индуктора, но некоторые паразиты более заметны, чем другие, в зависимости от конструкции катушки, геометрии индуктора, сечения провода и характеристик сердечника. Величина индуктора и величина каждого типа паразита по отношению к другим типам паразитов определяют частотную характеристику. Геометрия некоторых компонентов может повысить чувствительность компонентов к внешним факторам, и эта повышенная чувствительность может повлиять на значение индуктора. Катушки индуктивности с открытым потоком более чувствительны к металлическим материалам, находящимся в непосредственной близости, поскольку такие материалы изменяют магнитное поле. Тороидальные индукторы удерживают поток внутри сердечника и менее чувствительны к внешним проводникам в непосредственной близости. Обратитесь к Рисунку 7, чтобы увидеть поток, связанный с этими типами катушек индуктивности:
Рисунок 7 . Типы потока индуктора
На рисунке 8 индуктор с воздушным сердечником 5 мГн измеряется на разных частотах. Ошибка относится к измерению с тестовым сигналом 1 В rms на частоте 1 кГц. Катушка индуктивности этого типа имеет высокую емкость обмотки из-за размера и количества витков, необходимых для ее конструкции. Следовательно, этот тип катушки индуктивности измеряет так, как если бы индуктивность сильно менялась в зависимости от частоты.
Рисунок 8 . Катушка индуктивности с воздушным сердечником 5 мГн, измеренная на разных частотах
Ожидается, что некоторые ферритовые сердечники будут сильно различаться в зависимости от уровня тестового сигнала. На рис. 9 катушка индуктивности с ферритовым сердечником на 100 мкГн тестируется при различных уровнях тестового сигнала. Ошибка относится к измерению с тестовым сигналом 1 мА 90 317 среднеквадратичных значений 90 318 на частоте 1 кГц.
Рисунок 9 . Катушка индуктивности с ферритовым сердечником 100 мкГн, испытанная при различных уровнях тестового сигнала
Все эти факторы могут сочетаться друг с другом и приводить к тому, что катушки индуктивности имеют разные значения при различных условиях температуры, частоты и уровня сигнала.
Тестовый сигнал
Цифровые мультиметры в формате PXIe-4082 используют источник переменного тока в качестве возбуждения для измерений емкости и индуктивности. Текущая форма волны представляет собой очень стабильную, гармонически ограниченную прямоугольную волну. Метод измерения извлекает многотональную информацию, содержащуюся в тестовом сигнале, для определения емкости или индуктивности тестируемого устройства. Частота и уровень тестового сигнала и выделенных из него тонов приведены в таблицах 3 и 4:
Емкость | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Диапазон | Основные | Третья гармоника | Эффективный тестовый сигнал | |||
Частота | Текущий | Частота | Текущий | Частота | Текущий | |
| 300 пФ | 1 кГц | 0,5 мкА | 3 кГц | 0,16 мкА | 3 кГц | 0,16 мкА |
| 1 нФ | 1 кГц | 1 мкА | 3 кГц | 0,33 мкА | 3 кГц | 0,33 мкА |
| 10 нФ | ||||||
| 100 нФ | 1 кГц | 10 мкА | 3 кГц | 3,3 мкА | 3 кГц | 3,3 мкА |
| 1 мкФ | 1 кГц | 100 мкА | 3 кГц | 33 мкА | 1 кГц | 100 мкА |
| 10 мкФ | 1 кГц | 1 мА | 3 кГц | 330 мкА | 1 кГц | 1 мА |
| 100 мкФ | 91 Гц | 1 мА | 273 Гц | 330 мкА | 91 Гц | 1 мА |
| 1000 мкФ | ||||||
| 10 000 мкФ | ||||||
Индуктивность | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
Диапазон | Основные | Третья гармоника | Эффективный тестовый сигнал | |||
Частота | Текущий | Частота | Текущий | Частота | Текущий | |
| 10 мкГн | 10 кГц | 1 мА | 30 кГц | 330 мкА | 30 кГц | 330 мкА |
| 100 мкГн | ||||||
| 1 мГн | 1 кГц | 1 мА | 3 кГц | 330 мкА | 3 кГц | 330 мкА |
| 10 мГн | 1 кГц | 10 мкА | 3 кГц | 3,3 мкА | 3 кГц | 3,3 мкА |
| 100 мГн | 91 Гц | 100 мкА | 273 Гц | 33 мкА | 273 Гц | 33 мкА |
| 1 Н | 91 Гц | 10 мкА | 273 Гц | 3,3 мкА | 273 Гц | 3,3 мкА |
| 5 Н | 91 Гц | 1 мкА | 273 Гц | 0,33 мкА | 273 Гц | 0,33 мкА |
Таблицы 3 и 4 .
Частота и уровень тестового сигнала и извлеченные из него тона
Дигитайзер измеряет импеданс ИУ на двух частотах (тонах). На основе этих двух измерений рассчитываются потери (внешняя часть, кабели и тестируемое устройство). Используя рассчитанные потери, программа вычисляет емкость или индуктивность на одной из двух частот (эффективная частота). Эффективный тестовый сигнал включен в качестве эталона. Это сигнал, который дает сравнимое значение емкости или индуктивности при измерении методом однотонального измерения. Из-за паразитных свойств и материалов, используемых при изготовлении реальных компонентов, измеренное значение емкости или индуктивности может отличаться от одного прибора к другому. При измерении конденсаторов с лучшими диэлектрическими свойствами вы наблюдаете гораздо меньшую разницу показаний между различными приборами. Это наблюдение также относится к катушкам индуктивности с лучшими магнитными свойствами. В таблице 5 приведены некоторые примеры диэлектриков с хорошими и плохими частотными характеристиками.
Диэлектрики с хорошими частотными характеристиками | Диэлектрики с плохими частотными характеристиками |
|---|---|
| Тефлон Слюда Полипропилен Поликарбонат Керамика COG | Оксид тантала Оксид алюминия Керамика Y5U |
Таблица 5 . Примеры диэлектриков с хорошими и плохими частотными характеристиками
Из-за величины требуемого тока намагничивания можно увидеть повышение чувствительности к изменениям частоты и другим факторам зависимости в катушках индуктивности с сердечниками больших размеров, например, в трансформаторах и силовых катушках индуктивности.
Влияние температуры
Температура может оказывать большое влияние на импеданс тестируемого устройства. Обычно конденсаторы имеют большие температурные коэффициенты (изменение от 5 до 80 процентов во всем диапазоне температур, в зависимости от используемого конденсатора), за исключением керамических конденсаторов COG, которые могут иметь изменение только 0,003 %/°C.
Катушки индуктивности, особенно с невоздушными сердечниками, могут сильно меняться в зависимости от температуры. Дрейф температуры окружающей среды и ИУ (например, из-за обращения с ним) может внести погрешность в измерение. Контролируйте изменения температуры окружающей среды, чтобы уменьшить количество ошибок.
Кабели
Чтобы уменьшить колебания системных паразитных характеристик, NI рекомендует использовать коаксиальный кабель или экранированные витые пары с экраном, используемым в качестве пути обратного тока и подключенным к входу гетеродина цифрового мультиметра. Эта конфигурация делает компенсацию OPEN/SHORT более практичной и помогает снизить уровень шума. Для ручного зондирования деталей поверхностного монтажа можно использовать пинцет. Цифровой мультиметр PXIe-4082 может компенсировать импеданс, создаваемый тестовыми приспособлениями. Дополнительную информацию см. в разделе «Компенсация OPEN/SHORT» ниже. Уменьшите механические отклонения (например, перемещение или изгибание кабелей или изменение крепления) между двумя последовательными измерениями, чтобы обеспечить воспроизводимость результатов.
Используйте высококачественный кабель, например, Belden 83317, доступный на сайте belden.com. NI рекомендует кабели с тефлоновой, полипропиленовой или полиэтиленовой изоляцией. Дополнительные сведения о требованиях к кабелям см. в разделе Межсоединения и кабели. Очень хорошие характеристики были достигнуты при использовании этого кабеля длиной до 25 футов при измерении как емкости, так и индуктивности за счет выполнения компенсации OPEN/SHORT перед измерением.
Датчик шума
Чтобы свести к минимуму уровень шума, держите кабели, установку и тестируемое устройство вдали от любых источников электромагнитных помех, таких как двигатели, трансформаторы и электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). Избегайте источников частот около 91 Гц, 1 кГц, 10 кГц и соответствующих гармоник, поскольку эти частоты являются частотами токов возбуждения, используемых NI 4082. Используйте экранированный кабель (рекомендуются разъемы BNC и коаксиальный кабель) для прокладки кабелей и для подключения. внешний проводник к входу гетеродина цифрового мультиметра.
