(請益)如何用示波器與信號產生器量測電感

winrar070

目前已知感抗公式XL=2PI*F*L
那可以利用訊號產生器產生1K~100K正旋波做輸入
然後拿已知電阻與未知電感串連
用示波器量取分壓數值
來求未知電感數值
這樣行的通嗎?

訊號產生器->R->L->GND
                         I
                    示波器

ciko.ciko

個人感覺可行,但電感兩端電壓與輸入頻率成正比,需作讀值修正,在不計負載效應下,可拿幾個已知數值的電感當參考元件,實際測試並修正偏差來源.

scottwang

Coil Inductance, Measurement and Calculation - 線圈電感，測量和計算的影片.

Measuring Inductance - 電感的測量.

Inductance Online Calculator - 電感線上自動計算器.

winrar070

to ciko.ciko老師:
小弟在10khz@r=1k與1khz@r=100下
同顆電感所測出電壓換算過來的值均不同
小弟這邊也沒有已知電感可以做標準

to scottwang大:
根據您提供的連結，小弟必須調整頻率
讓已知電阻與未知電感相同電壓
然後再用已知電阻換算程電感值
這樣對嗎?

如果已相同頻率下，測出電感與電阻的電壓
為R=3VP@L=1VP，已知R=1K@F=10KHZ
換算阻值為333R，那麼
XL=(1000*1.73)/6.28*(10KHZ/1000)
=1730/62.8=27.54uH
這樣算對嗎?

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-12-16 12:25 AM static/image/common/back.gif
to ciko.ciko老師:
小弟在10khz@r=1k與1khz@r=100下
同顆電感所測出電壓換算過來的值均不同

"小弟在10khz@r=1k與1khz@r=100下
同顆電感所測出電壓換算過來的值均不同",你可能已碰到我說的負載效應問題,100歐姆的電阻值顯然已偏小,與信號產生器(即使使用OPA當buffer)產生了負載效應.(在不過載情形下,需計算SG的輸出阻抗,一般為50歐姆)
亦即在使用50歐姆輸出阻抗的SG時,假設電路使用100歐姆的電阻與帶測電感串聯,則線路中的實際電阻值=100+50=150歐姆

winrar070

ciko.ciko 發表於 2013-12-16 12:35 AM static/image/common/back.gif
"小弟在10khz@r=1k與1khz@r=100下
同顆電感所測出電壓換算過來的值均不同",你可能已碰到我說的負載效性問 ...

老師，關於負載效應這點小弟有想過
但沒很仔細去算就是了
明天再重新測試看看

ciko.ciko

scottwang 發表於 2013-12-15 11:01 PM static/image/common/back.gif
Coil Inductance, Measurement and Calculation.

Measuring Inductance.

Scott大好,請教有關第3項的Inductance Online Calculator中的計算式,電阻多乘了3開根號式的由來.(與-3dB有關?)

ciko.ciko

這是如何改變電感的電感量教學,請參考.
http://www.wikihow.com/Measure-Inductance

winrar070

ciko.ciko 發表於 2013-12-16 08:25 AM static/image/common/back.gif
這是如何改變電感的電感量教學,請參考.
http://www.wikihow.com/Measure-Inductance

老師:
這篇小弟有看到，但有看沒有懂
只知道
1.可以用di/dv算出電感量
2.取一個已知電阻與未知電感串連，當電阻與電感電壓相等時
電感等效電阻=已知電阻，在透過公式換算
3.應該是利用LC諧振，這部分小弟不懂

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-12-16 11:01 AM static/image/common/back.gif
老師:
這篇小弟有看到，但有看沒有懂
只知道

"2.取一個已知電阻與未知電感串連，當電阻與電感電壓相等時
電感等效電阻=已知電阻，再透過公式換算",這方式應是較容易了解,先試這方法.

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-12-16 11:01 AM static/image/common/back.gif
老師:
這篇小弟有看到，但有看沒有懂
只知道

目前實作結果與公式不符,原因不明,還在查證中.....

winrar070

小弟是在想方法2，數位電表可以量到高達20k的頻率嗎？

經過測試，小弟兩台兩光數位電表
測到2khz就衰減了，示波器剩下顯示功能
其餘開關均有問題

scottwang

winrar070 發表於 2013-12-16 12:25 AM static/image/common/back.gif
to ciko.ciko老師:
小弟在10khz@r=1k與1khz@r=100下
同顆電感所測出電壓換算過來的值均不同

參照以下的計算,你所計算的結果是沒有錯的,網頁下拉至約一半的第5項.
5 Calculate the inductance. Unlike calculating inductance from voltage.

原來網頁內容.
R =100 ohms,F=20Khz.

uH = (R x 1.73) / (6.28 x (Hz / 1000))
Example: given R = 100 and Hz = 20,000
uH = (100 X 1.73) / (6.28 x (20,000 / 1000)
uH = 173 / (6.28 x 20)
uH = 173 / 125.6
uH = 1.38

winrar070

小弟用學校的儀器測試
將示波器ch1顯示輸入
將示波器ch2夾在未知電感兩端
調整頻率使未知電感兩端電壓剛好為一半
也就是ch2顯示剛好為ch1一半
未知電感一
FOSC=8KHZ@XL=1K
FOSC=800HZ@XL=100R
未知電感二
FOSC=1800KHZ@XL=100R
FOSC=180KHZ@XL=10R
未知電感三
FOSC=80KHZ@XL=100R
FOSC=8KHZ@XL=10R

用XL=2PI*F*L
未知電感
一@20mH
二@8.8uH
三@200uH
單位不知道對不對

scottwang

ciko.ciko 發表於 2013-12-16 07:51 AM static/image/common/back.gif
Scott大好,請教有關第3項的Inductance Online Calculator中的計算式,電阻多乘了3開根號式的由來.(與-3dB ...

目前的方式沒有用過,而所查的資料仍沒有找到相關的,只知道sqrt(3)是一個公式裡必要的,其由來仍未知,也就是winrar070所引用的計算公式,網頁下拉至約一半的第5項.
http://www.wikihow.com/Measure-Inductance

而跟你所說的-3db有相關的是以下的Q值裡的3db,網頁往下拉至中間,還有其底下的Finding the Equivalent "RQ"的公式.
http://www.rfcafe.com/references/electrical/inductance.htm

"Q" Factor

Q = F0/F3db
Q = Estored / Eloss_per_cycle
Parallel Circuit:
    Q = R/(2*π*F0*L)
Series Circuit:
    Q = (2*π*F0*L)/R
1/Qload = 1/Qext + 1/Qtank
Where:        L = inductance
E = energy
ext = external

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-12-17 06:15 PM static/image/common/back.gif
小弟用學校的儀器測試
將示波器ch1顯示輸入
將示波器ch2夾在未知電感兩端

2個未知數(一是未知電感,另一為不知正確與否的的量測數據),如何確認實際數值是否正確?只能看出數據的線性是OK的.

winrar070

scottwang 發表於 2013-12-17 06:17 PM static/image/common/back.gif
目前的方式沒有用過,而所查的資料仍沒有找到相關的,只知道sqrt(3)是一個公式裡必要的,其由來仍未知,也就 ...

scottwang 大，如果照(R*sqrt(3)/(2*pi*f)來算
數值會很奇怪.....

winrar070

ciko.ciko 發表於 2013-12-17 06:38 PM static/image/common/back.gif
2個未知數(一是未知電感,另一為不知正確與否的的量測數據),如何確認實際數值是否正確?只能看出數據的線性 ...

老師怎說?
小弟的量測數值是數位示波器顯示出來的
所以應該算準確吧

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-12-17 06:48 PM static/image/common/back.gif
老師怎說?
小弟的量測數值是數位示波器顯示出來的
所以應該算準確吧

書面上敘述待測物為未知電感,所以無法驗證量測數據是否正確.應是使用已知電感量來測量.

winrar070

ciko.ciko 發表於 2013-12-17 07:48 PM
書面上敘述待測物為未知電感,所以無法驗證量測數據是否正確.應是使用已知電感量來測量. ...

小弟剛看到好物，固偉LCR-819
明天來量測看看

winrar070

今日測試圖片

未知電感一(8KHZ)

CH1:1.62V@CH2:800mV

未知電感+1K歐姆


未知電感一(800HZ)

CH1:576mV@CH2:264mV

未知電感+100歐姆


未知電感二(1.8MHZ)

CH1:608mV@CH2:320mV

未知電感+100歐姆



題外話:這些儀器感覺很高檔，但不是一般上課用的儀器
而是提供研究生用的儀器，可惜的是研究生卻沒在用

新增(2013/12/18)@JAVA模擬軟體

波形由上至下
100歐姆-電阻
20mH-電感
800HZ-訊號

測試幾個不同數值，都可以使用分壓定律來推導出
待測電感數值

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-12-17 11:39 PM static/image/common/back.gif
今日測試圖片

未知電感一(8KHZ)

儀器是準確的,測試也沒問題,只是測試結果與公式計算結果不相吻合,問題所在及原因尚待查明.

ciko.ciko

winrar070 發表於 2013-12-17 11:39 PM static/image/common/back.gif
今日測試圖片

未知電感一(8KHZ)

有機會也可驗證一下電容器的數值.

ciko.ciko

這是有關電感的飽和電流測試.
http://www.cleverhat.com/study/IndMesure.asp

xiaolaba

http://wp.me/ph3BR-l2
事事看這個

winrar070

ciko.ciko 發表於 2013-12-18 09:11 AM static/image/common/back.gif
這是有關電感的飽和電流測試.
http://www.cleverhat.com/study/IndMesure.asp

小弟在找機會試試看

winrar070

xiaolaba 發表於 2013-12-18 09:29 AM static/image/common/back.gif
http://wp.me/ph3BR-l2
事事看這個

小弟想一想，原理感覺像利用已知電阻與待測物做分壓
利用OPA取得分壓訊號，透過軟體運算顯示

不過軟體取的到嗎?

all666

winrar070 發表於 2013-12-17 11:39 PM static/image/common/back.gif
題外話:這些儀器感覺很高檔，但不是一般上課用的儀器
而是提供研究生用的儀器，可惜的是研究生卻沒在用

國內研究環境的浪費

winrar070

all666 發表於 2013-12-18 11:15 AM static/image/common/back.gif
國內研究環境的浪費

該研究室的設備
除了示波器與訊號產生器還有RCL測試儀
一整套的燃料電池測試設備
電腦配備也是滿高階的(都被研究生拿來打遊戲)

沒辦法，空有設備
沒人想去用，也沒有人會自動得去學習如何使用

all666

winrar070 發表於 2013-12-18 11:20 AM static/image/common/back.gif
該研究室的設備
除了示波器與訊號產生器還有RCL測試儀
一整套的燃料電池測試設備

但是卻有很多想學習的人卻沒有機會去用它們,因為不是研究生....
我在想 國內有不少圖書館,是否該建議成立電子儀器館,讓人民借用電子儀器,且必須通過電子儀器使用訓練課程才能借用!!