Тестер-приставка для измерения индуктивности

При отсутствии дорогого испытательного оборудования для измерения индук­тивности катушек и обмоток трансформаторов инженер-разработчик А. Детхер (Pculsboro, NJ) предложил простой альтернативный метод. Его реализация вопло­щена в тестере-приставке, схема которого показана на рис.1.

Тестер-приставка

Таким тестером можно измерить индуктивность большинства обмоток трансфор­маторов, используемых в источниках питания, и многих катушках индуктивности высокой частоты.

Схема содержит два каскада с общим эмиттером, которые работают в нена­сыщенном режиме и образуют схему триггера. Каскад с общим эмиттером выпол­няет фазовую инверсию. Два каскада формируют усилитель с обратной связью без инвертирования, которая производит регенерацию. Без катушки индуктивно­сти, предназначенной для измерения L, происходит регенерация в постоянном то­ке и схема ведет себя как бистабильный триггер, принимающий одно из двух ста­бильных состояний.

Подключение катушки индуктивности создает положительную обратную связь и условия для генерации на переменном токе, и схема становится автоколебатель­ным генератором.

Поддержание транзисторов в режиме вне насыщения ускоряет работу схемы, минимизируя время накопления транзисторов. Хотя фактически любой тип быс­тродействующего, мало-сигнального ВЧ транзистора обеспечивает достаточ­ную скорость переключения, более низкочастотные устройства также работают, но уменьшают диапазон измерения индуктивности.

Частота колебания схемы с измеряемой индуктивностью обратно пропорцио­нальна к индуктивности. Таким образом можно использовать частотомер или ос­циллограф для измерения частоты колебания и косвенно получить величину индук­тивности.

На рис.2 показана форма сигнала, выраба­тываемая схемой с подключенной катушкой ин­дуктивности с номиналом около 100 мкГн. Час­тота колебания зависит от соотношения L/R по­стоянной времени, включающей индуктивность при испытании и резисторах Rl и Rr. Время, не­обходимое для изменении состояния периодиче­ского сигнала, прямо пропорционально индуктивности и, для половины цикла, равно THALf=L/100. Полный период вибрационного цикла вдвое больше, Tfull=L/50. Таким образом, индуктивность определяется из уравнения

L=50xTfull.

Частота колебаний обратно пропорциональ­на индуктивности, или fosc=50/L. Таким образом, с помощью частотомера можно измерить ин­дуктивность согласно формуле L=50/fosc.

Конечная скорость переключения схемы (приблизительно 10 нс) накладывает ограничения на нижний предел диапазона измерений индук­тивности. С помощью описываемого устройства можно измерить минимальную индуктивность 1 мкГн. Верхней границы диапазона измерений индуктивности практически нет. Чтобы измерить маленькую индуктивность (менее 1 мкГн), но тушку следует подключить к схеме последова­тельно с катушкой с большей индуктивностью (более I мкГн, измеренную ранее), измерить значение. Искомой индуктивностью будет раз­ность двух измерений.

Особенностью схемы измерителя индуктивно­сти является ограничение максимальной величи­ны ESR(эквивалентное последовательное сопро­тивление) катушки индуктивности около 70 Ом. В случае подключения к схеме катушки индуктивно­сти сопротивлением, выше 70 Ом не будет возни­кать генерация и схема будет находиться в режи­ме с двумя устойчивыми состояниями.

Тестер приставка

С помощью данной схемы можно измерить значения большинства катушек индуктивности и трансформаторных обмоток, за исключением меленьких, низкочастотных, ферромагнитных ус­тройств, которые имеют высокий ESR.

Для получения большой точности измерения индуктивности необходимо использовать осцил­лограф или прибор для измерения частоты ко­лебаний с низкой входной емкостью.

В качестве источника питания для схемы ис­пользуется одиночный NCd (никель-кадмиевый) или NiMH (nickel-metal-hydrdo) аккумулятор. Они имеют относительно равномерную характерис­тику зависимости напряжения от времени, ко­торая повышает точность измерения схемы. Во время работы схема потребляет приблизитель­но 6 мА.

Метки: , , , .


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Проверочный код *

Разработка сайта: cryptonic