Примечание редактора EDN:
Jim McLucas, автор статьи «Схема измеряет емкость или индуктивность», захотел ответить на некоторые вопросы, возникшие в процессе дискуссии об использовании этой схемы.
Ниже дан анализ влияния паразитной емкости (например, емкости щупа) на измерение индуктивности. Этот эффект может привести к большой ошибке, если частота измерения приближается к резонансной частоте LX||CP.
При измерении индуктивности с помощью установки, показанной на Рисунке 1, емкость щупа CP снижает точность измерения. Неустранимая емкость щупа, параллельная неизвестной индуктивности, изменит реактивное сопротивление индуктивности, в результате чего получится кажущаяся индуктивность.
Рисунок 1. | Испытательная установка для измерения индуктивности при неизвестном значении LX и емкости щупа CP. |
Реактивное сопротивление XL кажущейся индуктивности L, когда емкость щупа CP параллельна неизвестной индуктивности LX, составляет (без учета потерь в LX и CP):
(1) |
где f < f0. (f0 – резонансная частота цепи LX||CP).
Потому отношение VIN/VOUT можно преобразовать следующим образом:
(2) |
Точность измерения можно повысить, сделав реактивное сопротивление CP намного больше, чем реактивное сопротивление LX. Выберите такую частоту, при которой это условие будет выполняться. Присвойте значение LX и затем выберите величину m в выражении (3). После этого вычислите максимальную подходящую частоту для этого значения m. Частоты ниже расчетного значения уменьшат погрешность измерения; более высокие частоты увеличат погрешность.
Для XCp = mXLx
(3) |
Теперь рассчитайте величину сопротивления R:
(4) |
Установите частоту генератора сигналов такой, чтобы отношение VIN/VOUT равнялось 2.
Затем вычислите значение L:
(5) |
Правильное значение LX можно получить из выражения
(6) |
При m ≥ 20 ошибка измерения не превысит 5%. Если необходима высокая точность, для оптимизации измерений может потребоваться несколько итераций.