Saat ini, ada banyak perangkat di pasaran yang mengukur kapasitansi dan induktansi, tetapi harganya beberapa kali lebih mahal daripada multimeter Tiongkok. Siapa pun yang perlu mengukur kapasitansi atau induktansi setiap hari pasti akan membelinya sendiri, tetapi apa yang harus dilakukan jika kebutuhan seperti itu sangat jarang muncul? Dalam hal ini, Anda dapat menggunakan metode yang dijelaskan di bawah ini.
Diketahui jika pulsa persegi panjang diterapkan pada rangkaian RC integrasi, maka bentuk pulsa akan berubah dan akan sama seperti pada gambar.
Waktu selama tegangan pada kapasitor mencapai 63% dari tegangan yang disuplai disebut tau. Rumus untuk menghitung tau ditunjukkan pada gambar.
Dalam hal ini, mereka mengatakan bahwa rantai pengintegrasian telah menghaluskan bagian depan pulsa persegi panjang.
Diketahui juga bahwa jika pulsa persegi panjang diterapkan pada rangkaian LC paralel, osilasi teredam akan muncul pada rangkaian, yang frekuensinya sama dengan frekuensi resonansi rangkaian. Frekuensi resonansi rangkaian ditemukan menggunakan rumus Thomson, yang darinya induktansi dapat dinyatakan.
Rangkaian dihubungkan melalui kapasitor kecil, semakin kecil semakin baik, sehingga membatasi arus yang masuk ke rangkaian. Mari kita lihat bagaimana kapasitor kecil membatasi arus.
Agar kapasitor dapat mengisi daya sesuai tegangan pengenal, muatan tertentu harus ditransfer ke kapasitor tersebut. Semakin kecil kapasitansi kapasitor, semakin sedikit muatan yang dibutuhkan agar tegangan pada pelat mencapai tegangan pulsa. Saat kita memberikan pulsa, kapasitor kecil terisi dengan sangat cepat dan tegangan pada pelat kapasitor menjadi sama dengan tegangan pulsa. Karena tegangan kapasitor dan pulsa sama, tidak ada beda potensial, sehingga tidak ada arus yang mengalir. Selain itu, arus mungkin berhenti mengalir melalui kapasitor setelah beberapa waktu sejak pulsa mulai, dan selama sisa waktu pulsa, tidak ada energi yang akan disuplai ke rangkaian.
Untuk melakukan percobaan tersebut diperlukan generator pulsa berbentuk persegi panjang dengan frekuensi 5-6KHz.
Anda dapat merakitnya sesuai diagram pada gambar di bawah ini atau menggunakan generator sinyal, saya melakukan dua cara.
Sekarang, mengingat bagaimana perilaku rantai RC yang terintegrasi dan rangkaian LC paralel ketika pulsa persegi diterapkan, mari kita rangkai rangkaian sederhana yang ditunjukkan pada gambar.
Pertama, mari kita ukur kapasitansi kapasitor; lokasi sambungannya pada diagram ditunjukkan sebagai C?. Saya tidak memiliki resistor 1K, jadi saya menggunakan 100 Ohm dan sebagai ganti kapasitor 10pF saya menggunakan kapasitor 22pF. Pada prinsipnya, Anda dapat memilih nilai resistor apa pun, tetapi tidak lebih rendah dari 50 Ohm, jika tidak, tegangan generator akan turun secara signifikan.
Pada percobaan kali ini saya akan menggunakan generator sinyal yang impedansi keluarannya 50 Ohm. Mari kita nyalakan generator dan atur amplitudo ke 4V; jika Anda merakit generator sesuai rangkaian, Anda dapat mengatur amplitudo dengan mengubah tegangan suplai.
Mari kita sambungkan probe osiloskop secara paralel dengan kapasitor. Gambar berikut akan muncul pada osiloskop.
Mari kita tingkatkan sedikit.
Mari kita ukur waktu selama tegangan pada kapasitor mencapai 63% dari tegangan pulsa atau 2,52V.
Itu sama dengan 14,8uS. Karena resistansi generator dihubungkan secara seri dengan rangkaian kita, maka harus diperhitungkan, sehingga resistansi aktifnya adalah 150 Ohm. Mari kita bagi nilai tau (14,8 uS) dengan resistansi (150 Ohm) dan cari kapasitansinya, sama dengan 98,7 nF. Pada kapasitor tertulis kapasitansinya 100nF.
Sekarang mari kita ukur induktansinya. Pada diagram, lokasi sambungan induktor ditandai L?. Kami menghubungkan kumparan, menyalakan generator dan menghubungkan probe osiloskop secara paralel ke rangkaian. Pada osiloskop kita akan melihat gambar berikut.
Kami meningkatkan pemindaian.
Kita melihat bahwa periode osilasi adalah 260KHz.
Kapasitansi probe adalah 100pF dan dalam hal ini harus diperhitungkan karena merupakan 10% dari kapasitansi rangkaian. Kapasitansi total rangkaian adalah 1,1nF. Sekarang mari kita substitusikan kapasitansi kapasitor (1,1nF) dan frekuensi osilasi (260KHz) ke dalam bentuk untuk mencari induktansi. Untuk perhitungan seperti itu saya menggunakan program Coil32.
Hasilnya adalah 340,6uH, dilihat dari penandaannya, induktansinya adalah 347uH dan ini adalah hasil yang sangat baik. Metode ini memungkinkan Anda mengukur induktansi dengan kesalahan hingga 10%.
Sekarang kita telah mengetahui cara mengukur kapasitansi kapasitor dan induktansi kumparan menggunakan osiloskop.
Perangkat untuk penilaian dan perbandingan langsung
Alat ukur untuk menilai secara langsung nilai kapasitansi yang diukur antara lain mikrofaradmeter, tindakannya didasarkan pada ketergantungan arus atau tegangan pada rangkaian arus bolak-balik pada nilai yang termasuk di dalamnya. Nilai kapasitansi ditentukan menggunakan skala dial meter.
Lebih banyak digunakan untuk mengukur induktansi jembatan AC seimbang, memungkinkan untuk mendapatkan kesalahan pengukuran kecil (hingga 1%). Jembatan ini ditenagai oleh generator yang beroperasi pada frekuensi tetap 400-1000 Hz. Penyearah atau milivoltmeter elektronik, serta indikator osiloskop, digunakan sebagai indikator.
Pengukuran dilakukan dengan menyeimbangkan jembatan sebagai hasil penyesuaian kedua lengannya secara bergantian. Pembacaannya diambil dari lengan yang menyeimbangkan jembatan.
Sebagai contoh, mari kita perhatikan jembatan pengukur yang merupakan dasar dari pengukur induktansi EZ-3 (Gbr. 1) dan pengukur kapasitansi E8-3 (Gbr. 2).
Beras. 1. Rangkaian jembatan untuk mengukur induktansi
Beras. 2. Rangkaian jembatan untuk mengukur kapasitansi dengan rugi-rugi kecil (a) dan besar (b).
Ketika jembatan diseimbangkan (Gbr. 1), induktansi kumparan dan faktor kualitasnya ditentukan oleh rumus Lx = R1R2C2; Qx = wR1C1.
Saat menyeimbangkan jembatan (Gbr. 2), kapasitansi terukur dan resistansi kerugian ditentukan menggunakan rumus
Pengukuran kapasitansi dan induktansi menggunakan metode ammeter-voltmeter
Untuk mengukur kapasitansi kecil (tidak lebih dari 0,01 - 0,05 μF) dan induktor frekuensi tinggi dalam rentang frekuensi operasinya, metode resonansi banyak digunakan. Rangkaian resonansi biasanya mencakup generator frekuensi tinggi, secara induktif atau melalui kapasitansi yang terhubung ke rangkaian LC pengukur. Perangkat frekuensi tinggi sensitif yang merespons arus atau tegangan digunakan sebagai indikator resonansi.
Metode ammeter-voltmeter mengukur kapasitansi dan induktansi yang relatif besar ketika rangkaian pengukuran diberi daya dari sumber frekuensi rendah 50 - 1000 Hz.
Untuk pengukuran, Anda dapat menggunakan diagram pada Gambar. 3.
Gambar 3. Rangkaian pengukuran hambatan arus bolak-balik besar (a) dan kecil (b).
Menurut pembacaan instrumen, resistansi total
Di mana
dari ekspresi ini seseorang dapat menentukan
Ketika rugi-rugi aktif pada kapasitor atau induktor dapat diabaikan, gunakan rangkaian pada Gambar. 4. Dalam hal ini
Beras. 4. Skema pengukuran hambatan besar (a) dan kecil (b) dengan menggunakan metode ammeter-voltmeter
Mengukur induktansi timbal balik dari dua kumparan
Cara paling sederhana dan paling mudah diakses bagi amatir radio untuk mengukur induktansi kumparan frekuensi rendah (induktor frekuensi rendah, belitan transformator inti baja, dll.) adalah sebagai berikut:
1) rakit rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar. ; sebagai perangkat yang mengukur tegangan pada resistor variabel R dan koil Lx gunakan tester atau voltmeter AC terpisah; nilai resistansi maksimum resistor dengan daya disipasi 0,25-1-0,5 W dipilih dalam kisaran 100-30000 Ohm (tergantung pada nilai yang diharapkan).
2.32. Mengukur induktansi kumparan frekuensi rendah
2) dipasang menggunakan autotransformator PADA tegangan pada 10 V dan perhatikan pembacaannya kamu 1 voltmeter, yaitu penurunan tegangan pada kumparan yang diuji;
3) gerakkan penggeser sakelar dari posisinya 1-3 ke posisi 1-2 , sehingga menghubungkan voltmeter secara paralel dengan resistor, dan memilih nilai resistansi tersebut R = R 2, di mana penurunan tegangan pada resistor juga sama kamu 1.
4) hitung induktansi kumparan menggunakan rumus:
L" x = 0,00318 √ RR 2 Gan, (32)
Di mana R 1 Dan R 2- resistansi resistor (Ohm) saat penggeser saklar berada pada posisi 1-3 dan 1-2.
Dengan tidak adanya resistor variabel, induktansi kumparan diukur menggunakan resistor tetap. Skema dan proses pengukurannya tetap sama, tetapi rumus perhitungannya tetap sama Lx- dilengkapi dengan pengganda kamu 1/kamu 2, yaitu berbentuk:
L"" x = 0,00318 R(kamu 1 /kamu 2) Gan, (33)
Di mana R- resistansi resistor, Ohm,
kamu 1 Dan kamu 2- pembacaan voltmeter pada posisi 1-3 dan 1-2 dari penggeser sakelar.
Dalam kebanyakan kasus, resistansi induktif belitan jauh lebih tinggi daripada resistansi aktifnya, sehingga rumus di atas memberikan nilai induktansi yang cukup akurat.
Namun, jika jumlah lilitan kumparan kecil dan hambatan terhadap arus searah (atau bolak-balik) tinggi (beberapa puluh atau ratusan Ohm), maka L"x Dan aku""x dihitung dengan menggunakan rumus lain yang lebih akurat, yaitu:
Di mana R- resistansi resistor saat penggeser sakelar berada di posisi 1-2; kamu- tegangan pada sambungan seri R Dan Lx; kamu 2- tegangan pada resistor sama dengan tegangan kamu 1 di gulungan Lx;
Lx" = 0,00318 R 0 / tan,
Di mana R- resistansi aktif belitan;
α - sudut yang dibentuk oleh sisi BC segitiga ABC () dan garis tegak lurus diturunkan dari titik B ke kelanjutan sisi LS.
Beras. 2.40. Sudut penentu segitiga tegangan α
Garis singgung sudut α mereka menemukannya seperti ini. Berbaringlah pada garis lurus yang sewenang-wenang M N() segmen garis AC, sebanding dengan tegangan kamu 2 pada sebuah resistor R. Kemudian gambarlah dari poin-poin tersebut A Dan DENGAN, keduanya dari pusat, dengan jari-jari sebanding dengan tegangan kamu catu daya dan tegangan kamu 1 pada belitan, dua busur. Hubungkan titiknya DI DALAM perpotongan busur tersebut dengan suatu titik DENGAN dan turun dari titik tersebut DI DALAM tegak lurus BD secara langsung M N. Terakhir, perpanjang tingginya BD segi tiga ABC hingga 100 mm (segmen DK) dan melewati titik tersebut KE langsung KP, sejajar dengan samping Matahari segi tiga ABC. Kalau kita ambil segmennya DK per unit, lalu dipotong pada garis lurus M N segmen garis PD dan secara numerik akan sama dengan garis singgung sudut α .
Jika resistansi DC kumparan melebihi reaktansi induktifnya, ukurlah Lx dilakukan pada frekuensi berbeda yang lebih tinggi (misalnya, 400 atau 800 Hz). Bentuk gelombang tegangan pada keluaran sumber tegangan frekuensi (audio) yang meningkat ini harus berbentuk sinusoidal.
Beras. 2.41. Tentang masalah mencari garis singgung suatu sudut α
Saat berpindah ke frekuensi tidak sama dengan 50 Hz, alih-alih koefisien, masukkan rumus (32) ~ (35) 0,00318 faktor 1/2πf rangkaian catu daya, di mana F- frekuensi catu daya rangkaian.
Sebagian besar pengukur induktansi amatir pada pengontrol mengukur frekuensi generator yang beroperasi pada frekuensi sekitar 100 kHz, dan meskipun mereka seharusnya memiliki resolusi 0,01 μH, pada kenyataannya, dengan induktansi 0,5 dan di bawahnya, mereka adalah generator bilangan acak yang baik. , bukan perangkat. Pengembang perangkat frekuensi radio memiliki tiga cara:
- memutuskan
- beli pengukur impedansi industri dan berpuasa sebentar
- melakukan sesuatu yang lebih frekuensi tinggi dan broadband.
Kehadiran banyak kalkulator online secara radikal menyederhanakan tugas; Anda dapat bertahan hanya dengan satu generator yang terhubung ke pengukur frekuensi, tanpa kehilangan banyak kenyamanan, tetapi mendapatkan fungsionalitas.
Lampiran dapat mengukur induktansi dari 0,05 μH. Tegangan keluaran sekitar 0,5V. Induktansi diri terminal adalah 0,04 μH. Rentang frekuensi keluaran: xs...77 MHz.
Generator pita lebar dibuat sesuai dengan rangkaian dua titik yang terkenal dan sedikit sensitif terhadap faktor kualitas rangkaian pengaturan frekuensi. 
Untuk mengukur induktansi terkecil, kapasitansi yang dipilih adalah 82pf; bersama dengan kapasitansi masukan, nilai yang dihitung (untuk kalkulator) adalah sekitar 100pf (angka bulat lebih nyaman), dan nilai maks. frekuensi pembangkitan sekitar 80 MHz. Dari rangkaian, tegangan disuplai ke repeater vt2 dan darinya ke emitor vt1, sehingga menerapkan PIC. Koneksi langsung gerbang ke sirkuit yang kadang-kadang digunakan menyebabkan pengoperasian generator yang tidak stabil pada frekuensi 20-30 MHz, itulah sebabnya kapasitor isolasi c1 digunakan. Transistor efek medan harus memiliki arus pengurasan awal minimal 5 mA, jika tidak, transistor harus dibuka sedikit dengan resistansi beberapa ratus kOhm dari positif ke gerbang. Sebaiknya menggunakan transistor dengan transkonduktansi tinggi, hal ini akan meningkatkan tegangan keluaran yang diambil dari sumber. Meskipun generatornya sendiri bisa dibilang tidak peka terhadap jenis transistor.
Kalkulator online digunakan untuk perhitungan
Yang paling nyaman
paling tidak nyaman
glamor tetapi dengan karakter
Kapasitas setting di alatnya bisa apa saja, bahkan tanah liat Cina. Lebih baik memiliki kumparan referensi dan memasukkan kapasitansi yang diukur ke dalam kalkulator, meskipun pada kenyataannya hal ini tidak diperlukan.
Foil di sisi sebaliknya digunakan sebagai layar.
Kabel ke kumparan dibuat dalam bentuk kabel jalinan datar fleksibel sepanjang 2 cm. dengan buaya.
http://edisk.ukr.net/get/377203737/%D0%B8%D0%BD%D0%B4.lay6
Fitur penggunaan.
Untuk catu daya, lebih baik menyediakan terminal yang sesuai pada pengukur frekuensi.
Ujung kumparan harus selurus mungkin jika induktansi ultra-rendah diukur. Dari hasilnya Anda perlu mengurangi induktansi diri terminal 0,04 μH. Induktansi minimum yang dapat diukur kira-kira sama.
Untuk mengukur induktansi hingga 100 μH, kapasitansi standar cocok; di atasnya, lebih baik menggunakan kapasitansi tambahan dari 1N, jika tidak maka akan ada kesalahan dari kapasitansi antar putaran kumparan.
Untuk mengukur kapasitansi antar putaran, Anda perlu mengukur nilai induktansi sebenarnya dengan C 10-100n, kemudian diukur frekuensi dengan kapasitansi standar (100pf), dimasukkan ke dalam kalkulator, kemudian dihitung kapasitansi total, dari yang Anda butuhkan untuk mengurangi 100pf.
Contoh. induktor aksial 3,8 mH, dengan frekuensi kapasitansi standar 228 kHz, kapasitansi total 128 pF, turn-to-turn 28.
Kapasitansi di sirkuit dihitung dengan cara yang sama.
Untuk mengukur tersedak pada sirkuit magnetik LV frekuensi rendah, sirkuit tersebut harus memiliki jumlah putaran yang cukup besar, misalnya, pada cincin 2000NN setidaknya 20, jika tidak, frekuensinya mungkin lebih tinggi dari frekuensi operasinya (hingga 400 kHz), dan pembangkitan listrik akan terganggu, dan berdenyut paling buruk, seperti pada generator pemblokiran, dengan frekuensi kilohertz. Untuk putaran rendah diperlukan penambahan kapasitas.
Parameter utama yang mengkarakterisasi kumparan loop, tersedak, dan belitan transformator adalah induktansi L. Dalam rangkaian frekuensi tinggi, kumparan dengan induktansi dari seperseratus mikrohenry hingga puluhan milihenry digunakan; kumparan yang digunakan dalam rangkaian frekuensi rendah memiliki induktansi hingga ratusan dan ribuan henry. Dianjurkan untuk mengukur induktansi kumparan frekuensi tinggi yang merupakan bagian dari sistem osilasi dengan kesalahan tidak lebih dari 5%; dalam kebanyakan kasus lainnya, kesalahan pengukuran hingga 10-20% dapat diterima.
Beras. 1. Rangkaian ekivalen suatu induktor.
Setiap kumparan, selain induktansi L, juga dicirikan oleh kapasitansinya sendiri (interturn) C L dan resistansi rugi-rugi aktif R L yang didistribusikan sepanjang kumparan. Secara konvensional, diyakini bahwa L, C L dan R L terkonsentrasi dan membentuk rangkaian osilasi tertutup (Gbr. 1, a) dengan frekuensi resonansinya sendiri
f L = 1/(LC L) 0,5
Karena pengaruh kapasitansi C L, ketika diukur pada frekuensi tinggi f, yang ditentukan bukanlah induktansi L yang sebenarnya, tetapi nilai induktansi efektif atau dinamis.
L d = L/(1-(2*π*f) 2 *LC L) = L/(1-f 2 / f L 2)
yang mungkin sangat berbeda dari induktansi L yang diukur pada frekuensi rendah.
Dengan meningkatnya frekuensi, rugi-rugi pada induktor meningkat karena efek permukaan, radiasi energi, arus bias pada insulasi belitan dan rangka, serta arus eddy pada inti. Oleh karena itu, resistansi aktif efektif R d kumparan dapat secara signifikan melebihi resistansi R L yang diukur dengan ohmmeter atau jembatan DC. Faktor kualitas kumparan juga bergantung pada frekuensi f:
Q L = 2*π*f*L d /R d.
Pada Gambar. 1, b, menunjukkan rangkaian ekivalen induktor dengan mempertimbangkan parameter operasinya. Karena nilai semua parameter bergantung pada frekuensi, disarankan untuk menguji kumparan, terutama kumparan frekuensi tinggi, pada frekuensi osilasi sumber daya yang sesuai dengan mode operasinya. Saat menentukan hasil tes, subskrip “d” biasanya dihilangkan.
Untuk mengukur parameter induktor, metode utama yang digunakan adalah voltmeter – amperemeter, jembatan dan resonansi. Sebelum pengukuran, induktor harus diperiksa apakah ada rangkaian terbuka dan belitan hubung singkat. Sirkuit terbuka mudah dideteksi menggunakan ohmmeter atau probe apa pun, sementara mengidentifikasi sirkuit pendek memerlukan pengujian khusus.
Untuk pengujian sederhana terhadap induktor, osiloskop sinar katoda terkadang digunakan.
Indikasi lilitan hubung singkat
Pengecekan tidak adanya korsleting paling sering dilakukan dengan menempatkan kumparan uji di dekat kumparan lain yang merupakan bagian dari rangkaian osilasi autogenerator, adanya osilasi yang levelnya dikontrol menggunakan telepon, dial, elektronik. lampu atau indikator lainnya. Kumparan dengan belitan hubung singkat akan menimbulkan rugi-rugi aktif dan reaktansi ke dalam rangkaian yang terhubung dengannya, sehingga mengurangi faktor kualitas dan induktansi efektif rangkaian; Akibatnya osilasi self-osilator akan melemah atau bahkan gagal.
Beras. 2. Skema pengukur kapasitansi resonansi menggunakan fenomena serapan.
Perangkat sensitif jenis ini dapat berupa, misalnya, generator yang dibuat sesuai dengan rangkaian pada Gambar. 2. Sebuah kumparan dengan lilitan hubung singkat, didekatkan ke kumparan lingkar L1, akan menyebabkan peningkatan yang nyata pada pembacaan mikroammeter μA.
Rangkaian uji dapat berupa rangkaian serial yang disetel ke frekuensi sumber listrik (lihat “Radio”, 72-5-54); tegangan pada elemen rangkaian ini, dipantau oleh beberapa indikator, di bawah pengaruh lilitan hubung singkat dari kumparan yang diuji akan berkurang karena pelepasan dan peningkatan kerugian. Dimungkinkan juga untuk menggunakan jembatan AC seimbang, salah satu lengannya dalam hal ini harus berupa kumparan komunikasi (bukan kumparan L x); Putaran hubung singkat pada kumparan yang diuji akan menyebabkan ketidakseimbangan pada jembatan.
Sensitivitas alat uji tergantung pada derajat hubungan antara kumparan rangkaian pengukuran dan kumparan yang diuji; untuk meningkatkannya, disarankan untuk menempatkan kedua kumparan pada inti yang sama, yang dalam hal ini terbuka.
Dengan tidak adanya instrumen khusus, penerima radio dapat digunakan untuk menguji kumparan frekuensi tinggi. Yang terakhir disetel ke beberapa stasiun yang dapat didengar dengan baik, setelah itu kumparan yang diuji ditempatkan di dekat salah satu kumparan loop operasinya, misalnya antena magnet (sebaiknya pada sumbu yang sama dengannya). Jika ada hubungan arus pendek, volumenya akan berkurang secara nyata. Penurunan volume juga dapat terjadi jika frekuensi tuning penerima mendekati frekuensi alami kumparan yang diuji. Oleh karena itu, untuk menghindari kesalahan, pengujian harus diulangi ketika menyetel penerima ke stasiun lain, yang frekuensinya cukup jauh dari stasiun pertama.
Mengukur induktansi menggunakan metode voltmeter-ammeter
Voltmeter - metode ammeter digunakan untuk mengukur induktansi yang relatif besar ketika rangkaian pengukuran diberi daya dari sumber frekuensi rendah F = 50...1000 Hz.
Diagram pengukuran ditunjukkan pada Gambar. 3, A. Impedansi Z induktor dihitung dengan rumus
Z = (R2+X2) 0,5 = U/I
berdasarkan pembacaan perangkat arus bolak-balik V ~ dan mA ~. Terminal voltmeter atas (sesuai diagram) dihubungkan ke titik A di Z<< Z в и к точке B di Z >> Z a, di mana Z in dan Z a masing-masing adalah resistansi masukan total voltmeter V ~ dan miliammeter mA ~. Jika kerugiannya kecil, yaitu R<< X = 2*π*F*L x , то измеряемая индуктивность определяется формулой
L x ≈ U/(2*π*F*I).
Untuk memperkecil ukurannya, kumparan induktansi besar biasanya dibuat dengan inti baja. Kehadiran yang terakhir menyebabkan ketergantungan nonlinier fluks magnet pada arus yang mengalir melalui kumparan. Hubungan ini menjadi sangat rumit untuk kumparan yang beroperasi dengan bias, yang melalui belitannya mengalir arus bolak-balik dan arus searah. Oleh karena itu, induktansi kumparan dengan inti baja bergantung pada nilai dan sifat arus yang mengalir melaluinya. Misalnya, dengan komponen arus konstan yang besar, terjadi saturasi magnetik inti dan induktansi kumparan menurun tajam. Selain itu, permeabilitas inti dan induktansi kumparan bergantung pada frekuensi arus bolak-balik. Oleh karena itu, pengukuran induktansi kumparan dengan inti baja harus dilakukan dalam kondisi yang mendekati kondisi operasinya. Dalam diagram pada Gambar. 3, A hal ini dipastikan dengan melengkapinya dengan rangkaian arus searah, yang ditunjukkan oleh garis putus-putus. Arus bias yang diperlukan diatur oleh rheostat R2 sesuai dengan pembacaan miliammeter DC mA. Memisahkan kapasitor C dan induktor Dr memisahkan rangkaian daya DC dan AC, menghilangkan pengaruh timbal balik di antara keduanya. Perangkat AC yang digunakan dalam rangkaian ini tidak boleh merespons komponen langsung dari arus atau tegangan yang diukurnya; untuk voltmeter V ~ ini mudah dicapai dengan menghubungkan kapasitor berkapasitas beberapa mikrofarad secara seri dengannya.
Beras. 3. Skema pengukuran induktansi dengan metode voltmeter – ammeter.
Versi lain dari rangkaian pengukuran, yang memungkinkan Anda melakukannya tanpa miliammeter arus bolak-balik, ditunjukkan pada Gambar. 3, B. Di sirkuit ini, rheostat R1 dan R2 (dapat diganti dengan potensiometer yang dihubungkan secara paralel dengan catu daya) mengatur mode pengujian yang diperlukan untuk arus bolak-balik dan searah. Di posisi sakelar 1 DI DALAM Voltmeter V ~ mengukur tegangan bolak-balik U 1 pada kumparan L x. Ketika saklar dipindahkan ke posisi 2, nilai arus bolak-balik pada rangkaian sebenarnya dikendalikan oleh jatuh tegangan U 2 pada resistor referensi R o. Jika rugi-rugi pada kumparan kecil yaitu R<< 2*π*F*L x , то измеряемую индуктивность можно рассчитать по формуле
L x ≈ U1*R o /(2*π*F*U 2).
Metode jembatan untuk mengukur parameter induktor. Jembatan pengukur universal
Jembatan yang dimaksudkan untuk mengukur parameter induktor dibentuk dari dua lengan resistansi aktif, lengan dengan objek pengukuran, yang resistansinya umumnya kompleks, dan lengan dengan elemen reaktif - kapasitor atau induktor.
Beras. 4. Rangkaian jembatan penyimpanan untuk mengukur induktansi dan resistansi rugi-rugi.
Dalam jembatan pengukur tipe penyimpanan, lebih disukai menggunakan kapasitor sebagai elemen reaktif, karena pada elemen reaktif, kehilangan energi dapat diabaikan, dan ini berkontribusi pada penentuan parameter kumparan yang diteliti lebih akurat. Diagram jembatan seperti itu ditunjukkan pada Gambar. 4. Elemen yang dapat diatur di sini adalah kapasitor C2 dengan kapasitas variabel (atau penyimpan kapasitansi), dilangsir oleh resistor variabel R2; yang terakhir berfungsi untuk menyeimbangkan pergeseran fasa yang diciptakan oleh hilangnya resistansi R x dalam kumparan induktansi L x . Menerapkan kondisi kesetimbangan amplitudo (Z 4 Z 2 = Z 1 Z 3), kita menemukan:
(R x 2 + (2*&pi*F*L x) 2) 0,5: ((1/R 2) 2 + (2*&pi*F*C 2) 2) 0,5 = R 1 R 3 .
Karena sudut fasanya adalah φ1 = φ3 = 0, maka kondisi kesetimbangan fasa (φ4 + φ2 = φ1 + φ3) dapat dituliskan sebagai persamaan φ4 + φ2 = 0, atau φ4 = -φ2, atau tg φ4 = -tg φ2. Mengingat untuk lengan dengan L x rumusnya (tg φ =X/R) valid, dan untuk lengan dengan kapasitansi C 2 rumusnya (tg φ =R/X) valid untuk nilai sudut negatif φ2 , kita punya
2*&pi*F*L x / R x = 2*&pi*F*C 2 R 2
Memecahkan persamaan di atas bersama-sama, kita mendapatkan:
L x = C 2 R 1 R 3 ; (1)
R x = R 1 R 3 / R 2 . (2)
Dari rumus terakhir dapat disimpulkan bahwa kapasitor C2 dan resistor R2 dapat memiliki skala untuk menilai secara langsung nilai L x dan R x, dan penyesuaian amplitudo dan fasa yang dibuat oleh keduanya saling independen, yang memungkinkan Anda menyeimbangkan jembatan dengan cepat. .
Untuk memperluas jangkauan nilai terukur, salah satu resistor R1 atau R3 biasanya dibuat dalam bentuk penyimpan resistansi.
Jika perlu untuk mengukur parameter kumparan dengan inti baja, diagram jembatan pada Gambar. 4 dilengkapi dengan sumber tegangan konstan U o, rheostat R o dan miliammeter arus searah mA, yang berfungsi untuk mengatur dan mengontrol arus bias, serta induktor Dr dan kapasitor C, memisahkan rangkaian komponen arus bolak-balik dan searah.
Beras. 5. Rangkaian jembatan penyimpanan untuk mengukur induktansi dan faktor kualitas
Pada Gambar. Gambar 5 menunjukkan diagram jembatan majalah versi lain, di mana kapasitor C2 memiliki kapasitansi konstan, dan resistor R1 dan R2 diambil sebagai variabel. Perluasan rentang pengukuran dilakukan dengan memasukkan resistor R3 dengan berbagai peringkat di jembatan. Dari rumus (1) dan (2) dapat disimpulkan bahwa pengaturan amplitudo dan fasa pada rangkaian ini saling bergantung, oleh karena itu penyeimbangan jembatan dicapai dengan mengubah resistansi resistor R1 dan R2 secara bergantian. Induktansi L x diperkirakan pada skala resistor R1, dengan mempertimbangkan pengali yang ditentukan oleh pengaturan sakelar DI DALAM. Pembacaan pada skala resistor R2 biasanya dilakukan pada nilai Q kumparan
Q L = 2*π*F*L x /R x = 2*π*F*C 2 R 2 .
pada frekuensi F dari catu daya. Validitas rumus terakhir dapat dibuktikan jika ruas kiri dan kanan persamaan (1) dibagi menjadi bagian-bagian persamaan (2).
Dengan data yang ditunjukkan pada diagram, jembatan pengukur memungkinkan Anda mengukur induktansi dari sekitar 20 μH hingga 1, 10, 100 mH; 1 dan 10 H (tanpa inti baja) dan faktor kualitas hingga Q L ≈ 60. Sumber listriknya adalah generator transistor dengan frekuensi osilasi F ≈ 1 kHz. Tegangan ketidakseimbangan diperkuat oleh penguat transistor yang dimuat ke telepon TF. Filter RC berbentuk T ganda, disetel ke frekuensi 2F ≈ 2 kHz, menekan osilasi sumber harmonik kedua, yang memfasilitasi keseimbangan jembatan dan mengurangi kesalahan pengukuran.
Pengukur jembatan induktansi, kapasitansi, dan resistansi aktif memiliki sejumlah elemen yang identik. Oleh karena itu, mereka sering digabungkan dalam satu perangkat - jembatan pengukur universal. Jembatan universal presisi tinggi didasarkan pada sirkuit toko seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5. Mereka berisi sumber tegangan konstan atau penyearah (memberi daya pada rangkaian pengukuran R x), generator frekuensi rendah dengan daya keluaran beberapa watt, penguat tegangan ketidakseimbangan multi-tahap yang dimuat pada galvanometer magnetoelektrik; yang terakhir, ketika mengukur resistansi aktif, dimasukkan langsung ke dalam diagonal pengukuran jembatan. Rangkaian pengukuran yang diperlukan dibentuk menggunakan sistem switching yang agak rumit. Pada jembatan seperti itu, kadang-kadang digunakan indikator tipe logaritmik, yang sensitivitasnya turun tajam jika jembatan tidak seimbang.
Beras. 6. Skema jembatan rheochord universal untuk mengukur resistansi, kapasitansi dan induktansi
Yang jauh lebih sederhana adalah jembatan tipe geser universal, yang mengukur parameter komponen radio dengan kesalahan sekitar 5-15%. Kemungkinan diagram jembatan seperti itu ditunjukkan pada Gambar. 6. Untuk semua jenis pengukuran, jembatan ditenagai oleh tegangan dengan frekuensi kira-kira 1 kHz, yang dieksitasi oleh generator transistor yang dibuat berdasarkan rangkaian tiga titik induktif. Indikator keseimbangan adalah telepon TF impedansi tinggi. Resistor R2 dan R3 digantikan oleh rheochord kawat (atau, lebih sering, potensiometer biasa), yang memungkinkan jembatan diseimbangkan dengan mengubah rasio resistansi R2/R3 secara halus. Rasio ini diukur pada skala penggeser, yang rentang pembacaannya biasanya dibatasi pada nilai ekstrem 0,1 dan 10. Nilai terukur ditentukan dengan jembatan seimbang sebagai hasil kali pembacaan pada skala penggeser dan pengali ditentukan oleh pengaturan sakelar B. Setiap jenis dan batas pengukuran sesuai dengan penyertaan dalam rangkaian jembatan elemen pendukung yang sesuai dengan nilai yang diperlukan - kapasitor C o (C1), resistor R o (R4) atau induktor L o (L4 ).
Ciri skema yang sedang dipertimbangkan adalah bahwa elemen terukur R x dan L x dimasukkan ke dalam lengan pertama jembatan (dengan elemen pendukung R o dan L o terletak di lengan keempat), dan C x, sebaliknya, di lengan keempat (dengan C o - di bahu pertama). Berkat ini, penilaian semua besaran terukur dilakukan dengan menggunakan rumus serupa seperti
A X = A o (R2/R3),
di mana A x dan A o adalah nilai elemen terukur dan referensi yang bersesuaian.
Resistor variabel R5 berfungsi untuk mengkompensasi pergeseran fasa dan meningkatkan keseimbangan jembatan saat mengukur induktansi. Untuk tujuan yang sama, resistor variabel dengan resistansi kecil kadang-kadang dimasukkan dalam rangkaian kapasitor referensi C pada batas pengukuran kapasitansi besar, yang seringkali memiliki kerugian yang nyata.
Untuk menghilangkan pengaruh tangan operator, mesin slider biasanya dihubungkan ke badan perangkat.
Pengukur induktansi resonansi
Metode resonansi memungkinkan untuk mengukur parameter induktor frekuensi tinggi dalam rentang frekuensi operasinya. Skema dan metode pengukuran serupa dengan yang digunakan untuk pengukuran resonansi kapasitansi kapasitor, tentu saja dengan mempertimbangkan spesifikasi objek pengukuran.
Beras. 7. Rangkaian resonansi untuk mengukur induktansi dengan pembacaan pada skala generator
Induktor yang diteliti dapat dimasukkan dalam generator frekuensi tinggi sebagai elemen rangkaian osilasinya; Dalam hal ini, induktansi L x ditentukan berdasarkan pembacaan pengukur frekuensi yang mengukur frekuensi osilasi generator.
Lebih sering, kumparan L x dihubungkan ke rangkaian pengukur yang terhubung ke sumber osilasi frekuensi tinggi, misalnya generator (Gbr. 2) atau rangkaian input penerima radio yang disetel ke frekuensi stasiun penyiaran (Gbr. 2) .8). Mari kita asumsikan bahwa rangkaian pengukuran terdiri dari kumparan kopling L dengan inti penyetelan dan kapasitor variabel C o.
Beras. 8. Skema pengukuran kapasitansi dengan metode resonansi menggunakan penerima radio
Maka teknik pengukuran berikut dapat diterapkan. Rangkaian pengukuran dengan kapasitansi maksimum C o1 dari kapasitor C diatur ke resonansi dengan frekuensi f yang diketahui dari sumber osilasi dengan mengatur induktansi L. Kemudian kumparan L x dihubungkan ke rangkaian secara seri dengan elemen-elemennya, setelah itu resonansi dipulihkan dengan mengurangi kapasitansi Co ke nilai tertentu Co2. Induktansi yang diukur dihitung menggunakan rumus
L x = * (C o1 -C o2)/(C o1 C o2).
Dalam meter resonansi jangkauan luas, rangkaian pengukuran terdiri dari kapasitor referensi CO dan kumparan yang diteliti L x. Rangkaian dihubungkan secara induktif, atau lebih sering melalui kapasitor kecil C 1 (Gbr. 7 dan 9) dengan generator frekuensi tinggi. Jika frekuensi osilasi generator f 0 diketahui, sesuai dengan penyetelan resonansi rangkaian, maka induktansi yang diukur ditentukan oleh rumus
L x = 1/[(2*π*fo) 2 *C o ]. (3)
Ada dua opsi untuk membangun sirkuit pengukuran. Dalam rangkaian opsi pertama (Gbr. 7), kapasitor C o diambil dengan kapasitansi konstan, dan resonansi dicapai dengan mengubah pengaturan generator yang beroperasi dalam rentang frekuensi halus. Setiap nilai L x berhubungan dengan frekuensi resonansi tertentu
f 0 = 1/(2*π*(P x C x) 0,5), (4)
oleh karena itu, kapasitor loop generator dapat dilengkapi dengan pembacaan skala dalam nilai Lx. Dengan rentang induktansi terukur yang luas, generator harus memiliki beberapa subrentang frekuensi dengan skala terpisah untuk memperkirakan Lx pada setiap subrentang. Apabila alat tersebut menggunakan generator yang mempunyai skala frekuensi, maka dapat dibuat tabel atau grafik untuk menentukan L x dari nilai f 0 dan C o.
Untuk menghilangkan pengaruh kapasitansi C L pada kumparan terhadap hasil pengukuran, kapasitansi C o harus besar; di sisi lain, diinginkan untuk memiliki kapasitansi C o kecil untuk memastikan, ketika mengukur induktansi kecil, rasio L x /C o yang cukup besar, yang diperlukan untuk memperoleh pembacaan indikator yang nyata pada resonansi. Dalam prakteknya, mereka mengambil C o = 500...1000 pF.
Jika generator frekuensi tinggi beroperasi dalam rentang frekuensi terbatas yang tidak terbagi menjadi subrentang, maka beberapa kapasitor C o yang dapat dialihkan digunakan untuk memperluas batas pengukuran induktansi; jika kapasitasnya berbeda 10 kali lipat, maka pada semua batas, penilaian L x dapat dilakukan pada skala generator yang sama dengan menggunakan pengganda yang merupakan kelipatan 10. Namun, skema seperti itu memiliki kelemahan yang signifikan.
Pengukuran induktansi yang relatif besar yang mempunyai kapasitansi intrinsik yang signifikan C L terjadi pada batas dengan kapasitansi kecil C o, dan sebaliknya, pengukuran induktansi kecil dilakukan pada batas dengan kapasitansi besar C o dengan rasio yang tidak menguntungkan L x / C o dan tegangan resonansi rendah pada rangkaian.
Beras. 9. Rangkaian resonansi untuk mengukur induktansi dengan pembacaan pada skala kapasitor referensi
Dalam meter resonansi, rangkaiannya dibuat sesuai dengan opsi kedua (Gbr. 9), induktansi diukur pada frekuensi generator tetap f 0 . Rangkaian pengukuran disetel ke resonansi dengan frekuensi generator menggunakan kapasitor variabel C o, yang skalanya sesuai rumus (3) dapat dibaca langsung dalam nilai L x. Jika kita menyatakan dengan C m dan C n masing-masing kapasitansi maksimum dan awal rangkaian, dan dengan L m dan L n nilai maksimum dan terkecil dari induktansi yang diukur, maka batas pengukuran perangkat akan dibatasi oleh rasio
L m / L n = C m / C n.
Kapasitansi kapasitansi variabel tipikal memiliki tumpang tindih kapasitansi sekitar 30. Untuk mengurangi kesalahan saat mengukur induktansi besar, kapasitansi awal C n dari rangkaian ditingkatkan dengan memasukkan kapasitor tambahan C d ke dalam rangkaian, biasanya dari jenis penyetelan.
Jika kita menyatakan dengan ΔС o perubahan terbesar pada kapasitansi kapasitor C o, sama dengan selisih kapasitansinya pada dua posisi ekstrim rotor, maka untuk mendapatkan rasio yang dipilih L m / L n rangkaian harus memiliki kapasitansi awal
C n = ΔC o: (L m / L n -1). (5)
Misalnya dengan ΔC o = 480 pF dan perbandingan L m / L n = 11, diperoleh C n = 48 pF. Jika nilai C n dan L m / L n dalam perhitungan merupakan data awal, maka perlu menggunakan kapasitor C o yang mempunyai selisih kapasitansi.
ΔC o ≥ C n (L m / L n -1).
Untuk nilai C n dan L m / L n yang besar, mungkin perlu menggunakan blok kapasitor variabel ganda atau tripel.
Frekuensi f 0 di mana generator harus beroperasi ditentukan oleh rumus (4) dengan mensubstitusikan ke dalamnya nilai L m dan C n atau L n dan C m frekuensi tetap yang dapat dialihkan. Jika frekuensi yang berdekatan dari generator berbeda dengan faktor 10 0,5 ≈ 3,16, maka pada semua batas Anda dapat menggunakan skala umum induktansi kapasitor C o dengan pengali yang merupakan kelipatan 10 dan ditentukan dengan mengatur sakelar frekuensi (Gbr. 9). Tumpang tindih yang mulus dari seluruh rentang induktansi yang diukur dipastikan ketika rasio kapasitansi rangkaian C m / C n ≥ 10. Jika kapasitor Co bertipe logaritmik, maka skala induktansi mendekati linier.
Alih-alih generator frekuensi tetap, Anda dapat menggunakan generator pengukur dengan perubahan frekuensi yang mulus, yang diatur tergantung pada batas yang diperlukan untuk mengukur induktansi.
Rangkaian resonansi untuk mengukur induktansi dan kapasitansi sering kali digabungkan dalam satu perangkat, karena keduanya memiliki sejumlah elemen yang identik dan teknik pengukuran yang serupa.
Contoh. Hitung meter induktansi resonansi yang beroperasi sesuai dengan rangkaian pada Gambar. 9, untuk rentang pengukuran 0,1 μH - 10 mH saat menggunakan blok ganda kapasitor variabel, kapasitansi bagiannya dapat diubah dari 15 hingga 415 pF.
Larutan
1. Perubahan kapasitansi rangkaian terbesar ΔС o = 2*(415-15) = 800 pF.
2. Pilih rasio L m / L n = 11. Kemudian perangkat akan memiliki lima batas pengukuran: 0,1-1,1; 1-11; 10-110; 100-1100 µH dan 1-11 mH.
3. Menurut (5), rangkaian harus mempunyai kapasitansi awal C n = 800/10 = 80 pF. Dengan mempertimbangkan kapasitansi awal blok kapasitor, sama dengan 30 pF, kami menyertakan dalam rangkaian kapasitor tuning C d dengan kapasitansi maksimum 50...80 pF.
4. Kapasitansi rangkaian maksimum C m = C n + ΔC o = 880 pF.
5. Menurut (4), pada batas pengukuran pertama generator harus beroperasi pada suatu frekuensi
f 01 = 1/(2*π*(L n C m) 0,5) ≈ 0,16*(0,1*10^-6*880*10^-12) ≈ 17 MHz.
Untuk batas pengukuran lainnya kita temukan berturut-turut: f 02 = 5,36 MHz; f 03 = 1,7 MHz; f 04 = 536 kHz; f 05 = 170 kHz.
6. Kami menggambar skala induktansi untuk batas pengukuran 1-11 μH.
Q-meter (kumeter)
Instrumen yang dirancang untuk mengukur faktor kualitas elemen rangkaian frekuensi tinggi sering disebut kumeter. Tindakan kometer didasarkan pada penggunaan fenomena resonansi, yang memungkinkan pengukuran faktor kualitas digabungkan dengan pengukuran induktansi, kapasitansi, frekuensi resonansi alami, dan sejumlah parameter lain dari elemen yang diuji.
Kumeter, diagram yang disederhanakan ditunjukkan pada Gambar. 10, berisi tiga komponen utama: generator frekuensi tinggi, rangkaian pengukur dan indikator resonansi. Generator beroperasi pada rentang frekuensi yang lebar dan tumpang tindih secara mulus, misalnya dari 50 kHz hingga 50 MHz; ini memungkinkan banyak pengukuran dilakukan pada frekuensi operasi elemen yang diuji.
Induktor yang diteliti L x , R x melalui terminal 1 dan 2 dihubungkan ke rangkaian pengukuran secara seri dengan kapasitor referensi kapasitansi variabel C o dan kapasitor kopling C 2 ; kapasitas yang terakhir harus memenuhi syarat: C 2 >> C o.m, dimana C o.m adalah kapasitansi maksimum kapasitor C o. Melalui pembagi kapasitif C 1, C 2 dengan koefisien pembagian yang besar
N = (C 2 + C 1)/C 1
Tegangan referensi U tentang frekuensi tinggi yang diperlukan f dimasukkan ke dalam rangkaian dari generator. Arus yang timbul pada rangkaian menimbulkan penurunan tegangan UC pada kapasitor C o, yang diukur dengan voltmeter frekuensi tinggi V2.
Resistansi masukan voltmeter V2 dalam frekuensi pengoperasian meteran harus sangat tinggi. Jika sensitivitasnya cukup tinggi, voltmeter dihubungkan ke rangkaian pengukuran melalui pembagi tegangan kapasitif, yang kapasitansi masukannya diperhitungkan sebagai komponen kapasitansi awal kapasitor C o. Karena semua kapasitor yang merupakan bagian dari rangkaian pengukuran mempunyai rugi-rugi yang sangat kecil, kita dapat berasumsi bahwa resistansi aktif rangkaian terutama ditentukan oleh resistansi rugi-rugi R x kumparan yang diteliti.
Beras. 10. Diagram kumeter yang disederhanakan
Dengan mengubah kapasitansi kapasitor C o, rangkaian pengukuran disetel ke resonansi dengan frekuensi generator f sesuai dengan pembacaan maksimum voltmeter V2. Dalam hal ini, arus I p ≈ U o /R x akan mengalir dalam rangkaian, menciptakan penurunan tegangan pada kapasitor
UC = I p /(2*π*f*C o) ≈ U o /(2*π*f*C o R x).
Mengingat bahwa pada resonansi 1/(2*π*f*С о) = 2*&pi*f*L x , kita temukan
UC ≈ U o (2*π*f*L x)/R x = U o Q L ,
dimana Q L = (2*π*f*L x)/R x adalah faktor kualitas kumparan L x pada frekuensi f. Oleh karena itu, pembacaan voltmeter V2 sebanding dengan faktor kualitas Q L. Pada tegangan tetap U o, skala voltmeter dapat dikalibrasi secara linier pada nilai Q L ≈ U C /U o. Misalnya, dengan U o = 0,04 V dan batas pengukuran voltmeter U p = 10 V, maka tegangan pada input voltmeter 2, 4, 6, 8 dan 10 V akan sesuai dengan faktor kualitas Q L sama dengan 50, 100 , 150, 200 dan 250.
Tegangan pengenal U o diatur dengan mengatur mode tahap keluaran generator. Tegangan ini dipantau berdasarkan pembacaan voltmeter frekuensi tinggi V1, yang mengukur tegangan U 1 = U o N pada keluaran generator. Misalnya skala faktor kualitas voltmeter V2 dibuat pada tegangan Uo = 0,04 V, dan koefisien pembagian N = 20, maka tegangan keluaran generator harus dijaga pada U x = 0,04*20 = 0,8 V. Batas pengukuran voltmeter V1 harus sedikit melebihi nilai tegangan yang dihitung U 1 dan sama dengan, misalnya, 1 V.
Meningkatkan batas atas pengukuran faktor kualitas dicapai dengan mengurangi tegangan U o ke nilai beberapa kali lebih kecil dari nilai nominal. Mari kita asumsikan bahwa pada tegangan U o = 0,04 V, pembacaan langsung faktor kualitas diberikan ke nilai Q L = 250. Jika kita mengurangi tegangan U o setengahnya, menjadi 0,02 V, maka jarum voltmeter V2 akan menyimpang ke skala penuh pada faktor kualitas Q L = U p /U o = 10/0,02 = 500. Oleh karena itu, untuk meningkatkan batas atas pengukuran sebanyak empat kali, hingga nilai Q L = 1000, pengukuran harus dilakukan pada tegangan U o = 40/4 = 10 mV.
Tegangan U o dapat diturunkan ke nilai yang diperlukan dengan dua cara: dengan mengubah koefisien pembagian N dengan mengganti kapasitor C 1 dengan peringkat berbeda atau dengan menyesuaikan tegangan keluaran U 1 generator. Untuk kemudahan pengukuran faktor kualitas tinggi, voltmeter V1 (atau saklar faktor pembagian) dilengkapi dengan skala (penandaan), yang pembacaannya mencirikan derajat penurunan tegangan U o dibandingkan dengan nilai nominalnya, merupakan pengali dengan skala faktor kualitas voltmeter V2.
Untuk memeriksa pengoperasian meteran dan memperluas kemampuannya, digunakan kumparan pendukung L o dengan induktansi dan faktor kualitas yang diketahui. Biasanya terdapat satu set beberapa kumparan L o yang dapat diganti, yang, bersama dengan kapasitor variabel C o, memberikan penyetelan resonansi dari rangkaian pengukuran dalam seluruh rentang frekuensi operasi generator.
Saat mengukur faktor kualitas induktor Q L 10-15 menit sebelum mulai bekerja, hidupkan daya perangkat dan setel generator ke frekuensi yang diperlukan. Setelah pemanasan, voltmeter V1 dan V2 disetel ke nol. Kumparan yang diuji dihubungkan ke terminal 1 dan 2. Dengan meningkatkan tegangan keluaran generator secara bertahap, jarum voltmeter V1 dibelokkan ke tingkat nominal. Kapasitor Co menyetel rangkaian ke resonansi dengan frekuensi generator. Jika pada saat yang sama jarum voltmeter V2 melampaui skala, tegangan keluaran generator berkurang. Nilai faktor kualitas Q L ditentukan sebagai hasil kali pembacaan skala faktor kualitas voltmeter V2 dan skala pengali voltmeter V1.
Faktor kualitas rangkaian osilasi Q K diukur dengan urutan yang sama dengan menghubungkan kumparan rangkaian ke terminal 1 dan 2, dan kapasitornya ke terminal 3 dan 4. Dalam hal ini, kapasitor C o diatur ke posisi kapasitansi minimum. Jika kapasitor rangkaian yang diteliti memiliki kapasitansi variabel, maka kapasitor tersebut digunakan untuk menyetel rangkaian ke resonansi pada frekuensi generator yang diperlukan f; jika kapasitor ini konstan, maka penyetelan resonansi dilakukan dengan mengubah frekuensi generator.
Mengukur dengan meteran induktansi kumparan L x diproduksi dengan cara yang dibahas di atas sehubungan dengan diagram pada Gambar. 9. Generator disetel ke frekuensi referensi, dipilih sesuai tabel tergantung pada nilai L x yang diharapkan. Kumparan yang diuji dihubungkan ke terminal 1 dan 2. Rangkaian pengukuran disesuaikan dengan resonansi dengan kapasitor C o, pada skala khusus yang nilai L x dinilai, dengan mempertimbangkan nilai pembagian yang ditunjukkan dalam tabel. Pada saat yang sama, dengan memvariasikan parameter kontur, dimungkinkan untuk menentukan kapasitas kumparan itu sendiri C L . Untuk dua nilai kapasitansi sembarang C 01 dan C 02 dari kapasitor C, dengan mengubah pengaturan generator, frekuensi resonansi rangkaian f 1 dan f 3 ditemukan. Kapasitas yang dibutuhkan
C L = (C 02 f 4 2 -C 01 f 1 2) : (f 1 2 -f 2 2)
Pengukuran wadah dengan meteran dilakukan dengan metode substitusi. Kapasitor yang diuji C x dihubungkan ke terminal 3 dan 4, dan salah satu kumparan pendukung L o dihubungkan ke terminal 1 dan 2, menyediakan penyetelan resonansi rangkaian dalam rentang frekuensi yang dipilih. Pada saat yang sama, Anda dapat menentukan tangen rugi-rugi (faktor kualitas) kapasitor:
tan δ = 1/(2*π*f*C x R p)
(di mana R p adalah resistensi kerugian). Untuk melakukan ini, dengan dua nilai kapasitansi C 01 dan C 02, sesuai dengan pengaturan resonansi rangkaian tanpa kapasitor C x dan ketika yang terakhir dihubungkan, temukan faktor kualitas rangkaian Q 1 dan Q 2, dan kemudian lakukan perhitungan menggunakan rumus
tg δ = Q 1 Q 2 /(Q 1 -Q 2) * (C 01 -C 02)/C 01
Jika diperlukan, generator kumeter dapat digunakan sebagai generator pengukur, dan voltmeter elektronik dapat digunakan untuk mengukur tegangan pada rentang frekuensi yang luas.
