Mūsdienās tirgū ir daudz ierīču, kas mēra kapacitāti un induktivitāti, taču tās maksā vairākas reizes vairāk nekā ķīniešu multimetrs. Ikviens, kuram katru dienu jāmēra kapacitāte vai induktivitāte, noteikti tādu iegādāsies sev, bet ko darīt, ja tāda nepieciešamība rodas ārkārtīgi reti? Šajā gadījumā varat izmantot tālāk aprakstīto metodi.
Ir zināms, ka, ja integrējošajai RC ķēdei tiek pielietots taisnstūrveida impulss, impulsa forma mainīsies un būs tāda pati kā attēlā.
Laiku, kurā spriegums uz kondensatora sasniedz 63% no piegādātā sprieguma, sauc par tau. Formula, pēc kuras tau tiek aprēķināta, ir parādīta attēlā.
Šajā gadījumā viņi saka, ka integrējošā ķēde ir izlīdzinājusi taisnstūra impulsa priekšpuses.
Ir arī zināms, ka, ja paralēli LC ķēdei tiek ievadīts taisnstūra impulss, ķēdē parādīsies slāpētas svārstības, kuru frekvence ir vienāda ar ķēdes rezonanses frekvenci. Ķēdes rezonanses frekvence tiek noteikta, izmantojot Tomsona formulu, no kuras var izteikt induktivitāti.
Ķēde ir savienota caur nelielu kondensatoru, jo mazāks, jo labāk, kas ierobežo strāvu, kas nonāk ķēdē. Apskatīsim, kā mazs kondensators ierobežo strāvu.
Lai kondensators uzlādētos līdz nominālajam spriegumam, tam ir jāpārnes noteikts lādiņš. Jo mazāka ir kondensatora kapacitāte, jo mazāks lādiņš nepieciešams, lai spriegums uz plāksnēm sasniegtu impulsa spriegumu. Kad mēs pieliekam impulsu, neliels kondensators ļoti ātri uzlādējas, un spriegums uz kondensatora plāksnēm kļūst vienāds ar impulsa spriegumu. Tā kā kondensatora spriegums un impulss ir vienādi, potenciālu atšķirības nav, līdz ar to strāva neplūst. Turklāt strāva var pārstāt plūst caur kondensatoru pēc kāda laika no impulsa sākuma, un atlikušajā impulsa laikā ķēdei netiks piegādāta enerģija.
Lai veiktu eksperimentu, mums ir nepieciešams taisnstūrveida impulsu ģenerators ar frekvenci 5-6KHz.
Varat to salikt saskaņā ar diagrammu zemāk esošajā attēlā vai izmantot signāla ģeneratoru, es to izdarīju abos virzienos.
Tagad, atceroties, kā integrējošā RC ķēde un paralēlā LC ķēde darbojas, kad tiek pielietots taisnstūrveida impulss, samontēsim vienkāršo shēmu, kas parādīta attēlā.
Vispirms izmērīsim kondensatora kapacitāti; tā savienojuma vieta diagrammā ir norādīta kā C?. Man nebija pie rokas 1K rezistora, tāpēc es izmantoju 100 omi un 10 pF kondensatora vietā izmantoju 22 pF kondensatoru. Principā jūs varat izvēlēties jebkuru rezistora vērtību, bet ne zemāku par 50 omi, pretējā gadījumā ģeneratora spriegums ievērojami samazināsies.
Šajā eksperimentā es izmantošu signāla ģeneratoru, kura izejas pretestība ir 50 omi. Ieslēdzam ģeneratoru un iestatīsim amplitūdu uz 4V, ja saliekat ģeneratoru atbilstoši shēmai, amplitūdu var regulēt, mainot barošanas spriegumu.
Savienosim osciloskopa zondes paralēli kondensatoram. Osciloskopā jāparādās šādam attēlam.
Palielināsim to nedaudz.
Izmērīsim laiku, kurā spriegums uz kondensatora sasniedz 63% no impulsa sprieguma jeb 2,52V.
Tas ir vienāds ar 14,8 uS. Tā kā ģeneratora pretestība ir virknē savienota ar mūsu ķēdi, tas ir jāņem vērā, kā rezultātā aktīvā pretestība ir vienāda ar 150 omi. Sadalīsim tau vērtību (14,8 uS) ar pretestību (150 omi) un atrodam kapacitāti, tā ir vienāda ar 98,7 nF. Uz kondensatora rakstīts, ka kapacitāte ir 100nF.
Tagad izmērīsim induktivitāti. Diagrammā induktora pieslēguma vieta ir atzīmēta ar L?. Mēs pievienojam spoli, ieslēdzam ģeneratoru un savienojam osciloskopa zondi paralēli ķēdei. Osciloskopā mēs redzēsim šādu attēlu.
Mēs palielinām skenēšanu.
Mēs redzam, ka svārstību periods ir 260 kHz.
Zondes kapacitāte ir 100pF, un šajā gadījumā tā ir jāņem vērā, jo tā ir 10% no ķēdes kapacitātes. Ķēdes kopējā kapacitāte ir 1,1 nF. Tagad aizstāsim formā kondensatora kapacitāti (1.1nF) un svārstību frekvenci (260KHz), lai atrastu induktivitāti. Šādiem aprēķiniem izmantoju programmu Coil32.
Rezultāts ir 340,6 uH; spriežot pēc marķējuma, induktivitāte ir 347 uH, un tas ir lielisks rezultāts. Šī metode ļauj izmērīt induktivitāti ar kļūdu līdz 10%.
Tagad mēs zinām, kā izmērīt kondensatora kapacitāti un spoles induktivitāti, izmantojot osciloskopu.
Ierīces tiešai novērtēšanai un salīdzināšanai
Mērinstrumenti, lai tieši novērtētu izmērītās kapacitātes vērtību, ietver mikrofaradmetri, kura darbība balstās uz strāvas vai sprieguma atkarību maiņstrāvas ķēdē no tajā iekļautās vērtības. Kapacitātes vērtību nosaka, izmantojot skalas mērītāja skalu.
Plašāk izmanto induktivitātes mērīšanai Maiņstrāvas līdzsvaroti tilti, ļaujot iegūt nelielu mērījumu kļūdu (līdz 1%). Tiltu darbina ģeneratori, kas darbojas fiksētā frekvencē 400-1000 Hz. Kā indikatori tiek izmantoti taisngriežu vai elektroniskie milivoltmetri, kā arī osciloskopa indikatori.
Mērījumu veic, līdzsvarojot tiltu tā divu sviru alternatīvas regulēšanas rezultātā. Rādījumi tiek ņemti no to roku rokturu ekstremitātēm, ar kurām tilts ir līdzsvarots.
Kā piemēru aplūkosim mērīšanas tiltus, kas ir induktivitātes mērītāja EZ-3 (1. att.) un kapacitātes mērītāja E8-3 (2. att.) pamatā.
Rīsi. 1. Tilta ķēde induktivitātes mērīšanai
Rīsi. 2. Tilta ķēde kapacitātes mērīšanai ar maziem (a) un lieliem (b) zudumiem
Kad tilts ir līdzsvarots (1. att.), spoles induktivitāti un tās kvalitātes koeficientu nosaka pēc formulas Lx = R1R2C2; Qx = wR1C1.
Balansējot tiltus (2. att.), izmērīto kapacitāti un zudumu pretestību nosaka, izmantojot formulas
Kapacitātes un induktivitātes mērīšana, izmantojot ampērmetra-voltmetra metodi
Mazo kapacitātes (ne vairāk kā 0,01 - 0,05 μF) un augstfrekvences induktoru mērīšanai to darbības frekvenču diapazonā plaši izmanto rezonanses metodes Rezonanses ķēdē parasti ietilpst augstfrekvences ģenerators, induktīvi vai caur kapacitāti, kas savienota ar mērīšanas LC ķēde. Kā rezonanses indikatori tiek izmantotas jutīgas augstfrekvences ierīces, kas reaģē uz strāvu vai spriegumu.
Ampermetra-voltmetra metode mēra salīdzinoši lielas kapacitātes un induktivitātes, ja mērīšanas ķēde tiek darbināta no zemfrekvences avota 50 - 1000 Hz.
Mērījumiem varat izmantot diagrammas attēlā. 3.
3. attēls. Ķēdes lielu (a) un mazu (b) maiņstrāvas pretestību mērīšanai
Saskaņā ar instrumentu rādījumiem kopējā pretestība
Kur
no šiem izteicieniem var noteikt
Ja var neņemt vērā aktīvos zudumus kondensatorā vai induktorā, izmantojiet shēmu attēlā. 4. Šajā gadījumā
Rīsi. 4. Shēmas lielu (a) un mazu (b) pretestību mērīšanai, izmantojot ampērmetra-voltmetra metodi
Divu spoļu savstarpējās induktivitātes mērīšana
Vienkāršākais un radioamatieriem pieejamākais veids, kā mērīt zemfrekvences spoles (zemfrekvences induktors, tērauda serdes transformatora tinums utt.) Induktivitāti, ir šāds:
1) salieciet ķēdi, kas parādīta attēlā. ; kā ierīce, kas mēra spriegumu mainīgajā rezistorā R un spolē L x izmantojiet testeri vai atsevišķu maiņstrāvas voltmetru; rezistora ar izkliedes jaudu 0,25-1-0,5 W maksimālā pretestības vērtība tiek izvēlēta diapazonā no 100-30000 omi (atkarībā no paredzamās vērtības).
2.32. Zemfrekvences spoļu induktivitātes mērīšana
2) uzstādīts, izmantojot autotransformatoru AT spriegums ir 10 V un ievērojiet rādījumu U 1 voltmetrs, tas ir, sprieguma kritums pārbaudāmajā spolē;
3) pārvietojiet slēdža slīdni no pozīcijas 1-3 pozicionēt 1-2 , tādējādi paralēli rezistoram savienojot voltmetru un izvēloties šādu pretestības vērtību R = R2, pie kura sprieguma kritums pāri rezistoram arī ir vienāds ar U 1.
4) aprēķiniet spoles induktivitāti, izmantojot formulu:
L" x = 0,00318 √ RR 2 Gn, (32)
Kur R 1 Un R 2- rezistoru pretestība (Ohm), kad slēdža slīdnis atrodas pozīcijās 1-3 un 1-2.
Ja nav mainīga rezistora, spoles induktivitāti mēra, izmantojot fiksētu rezistoru. Mērījumu shēma un process paliek nemainīgs, bet aprēķina formula L x- papildināts ar reizinātāju U 1/U 2, tas ir, tam ir šāda forma:
L"" x = 0,00318 R(U 1 / U 2) Gn, (33)
Kur R- rezistoru pretestība, omi,
U 1 Un U 2- voltmetra rādījumi slēdža slīdņa pozīcijās 1-3 un 1-2.
Vairumā gadījumu tinumu induktīvā pretestība ir daudz lielāka par to aktīvo pretestību, tāpēc iepriekš minētās formulas dod diezgan precīzas induktivitātes vērtības.
Tomēr, ja spoles apgriezienu skaits ir mazs un pretestība līdzstrāvai (vai maiņstrāvai) ir augsta (vairāki desmiti vai simti omi), tad L"x Un L""x aprēķina, izmantojot citas, precīzākas formulas, proti:
Kur R- rezistoru pretestība, kad slēdža slīdnis atrodas pozīcijā 1-2; U- spriegums virknē savienots R Un Lx; U 2- spriegums pāri rezistoram ir vienāds ar spriegumu U 1 uz ruļļa L x;
L x " = 0,00318 R 0 / iedegums α,
Kur R- tinuma aktīvā pretestība;
α - leņķis, ko veido trijstūra ABC () mala BC un perpendikuls, kas nolaists no punkta B līdz malas LS turpinājumam.
Rīsi. 2.40. Sprieguma trijstūra noteikšanas leņķis α
Leņķa tangenss α viņiem tas šķiet šādi. Apgulieties uz patvaļīgas taisnas līnijas MN() līnijas segments AC, proporcionāls spriegumam U 2 uz rezistora R. Pēc tam zīmējiet no punktiem A Un AR, gan no centriem, ar spriegumam proporcionāliem rādiusiem U barošanas avots un spriegums U 1 uz tinuma divi loki. Savienojiet punktu INšo loku krustojums ar punktu AR un atmest no punkta IN perpendikulāri BD tieši MN. Visbeidzot, pagariniet augstumu BD trīsstūris ABC līdz 100 mm (seg DK) un iziet cauri punktam UZ tiešā veidā KP, paralēli sāniem Sv trīsstūris ABC. Ja ņemam segmentu DK uz vienību, pēc tam nogriež taisnā līnijā MN līnijas segments P.D. un būs skaitliski vienāds ar leņķa tangensu α .
Gadījumos, kad spoles līdzstrāvas pretestība pārsniedz tās induktīvo pretestību, veiciet mērījumus Lx tiek veikta ar citu, augstāku frekvenci (piemēram, 400 vai 800 Hz). Sprieguma viļņu formai šīs palielinātās (audio) frekvences sprieguma avota izejā jābūt sinusoidālai.
Rīsi. 2.41. Jautājumā par leņķa pieskares atrašanu α
Pārejot uz frekvenci, kas nav vienāda ar 50 Hz, koeficienta vietā ievadiet formulas (32) ~ (35) 0,00318 faktors 1/2π f barošanas ķēde, kur f- ķēdes barošanas avota frekvence.
Lielākā daļa amatieru induktivitātes mērītāju uz kontrolierīcēm mēra ģeneratora frekvenci, kas darbojas ar aptuveni 100 kHz frekvencēm, un, lai gan šķiet, ka to izšķirtspēja ir 0,01 μH, patiesībā ar induktivitāti 0,5 un zemāku, tie ir labs nejaušo skaitļu ģenerators. , nevis ierīce. Radiofrekvenču ierīču izstrādātājam ir trīs veidi:
- nolauzt
- nopērc rūpniecisko pretestības mērītāju un kādu laiku gavē
- darīt kaut ko vairāk augstfrekvences un platjoslas.
Daudzu tiešsaistes kalkulatoru klātbūtne ievērojami vienkāršo uzdevumu; jūs varat iztikt ar vienu ģeneratoru, kas savienots ar frekvences mērītāju, nezaudējot ērtības, bet palielinot funkcionalitāti.
Pielikums var izmērīt induktivitāti no 0,05 μH. Izejas spriegums ir aptuveni 0,5 V. Spaiļu pašinduktivitāte ir 0,04 μH. Izejas frekvenču diapazons: xs...77 MHz.
Platjoslas ģenerators ir izgatavots saskaņā ar labi zināmo divu punktu shēmu un ir maz jutīgs pret frekvences iestatīšanas ķēdes kvalitātes faktoru. 
Lai izmērītu mazākās induktivitātes, tika izvēlēta kapacitāte 82pf; kopā ar ieejas kapacitāti aprēķinātā vērtība (kalkulatoram) ir aptuveni 100pf (apaļie skaitļi ir ērtāki), un maks. paaudzes frekvence ir aptuveni 80 MHz. No ķēdes spriegums tiek piegādāts atkārtotājam vt2 un no tā uz emitētāju vt1, tādējādi ieviešot PIC. Dažkārt izmantotais tiešais vārtu savienojums ar ķēdi noved pie ģeneratora nestabilas darbības 20-30 MHz frekvencēs, tāpēc tiek izmantots izolācijas kondensators c1. Lauka tranzistoram jābūt ar sākotnējo iztukšošanas strāvu vismaz 5 mA, pretējā gadījumā tranzistors ir nedaudz jāatver ar vairāku simtu kOhmu pretestību no pozitīvas uz vārtiem. Labāk ir izmantot tranzistoru ar augstu transvadītspēju, tas palielinās no avota ņemto izejas spriegumu. Lai gan pats ģenerators ir praktiski nejutīgs pret tranzistoru veidiem.
Aprēķiniem tiek izmantoti tiešsaistes kalkulatori
Pats ērtākais
visneērtākais
krāšņi, bet ar raksturu
Iestatīšanas jauda ierīcē var būt jebkas, pat ķīniešu māls. Labāk ir būt atsauces spoles un ievietot izmērīto kapacitāti kalkulatorā, lai gan patiesībā tas nav nepieciešams.
Folija otrā pusē tiek izmantota kā ekrāns.
Vadi uz spoli ir izgatavoti elastīgu plakanu pīto vadu veidā, kuru garums ir 2 cm. ar krokodiliem.
http://edisk.ukr.net/get/377203737/%D0%B8%D0%BD%D0%B4.lay6
Lietošanas iezīmes.
Strāvas padevei labāk ir nodrošināt atbilstošu termināli uz frekvences mērītāja.
Ja mēra īpaši zemas induktivitātes, vadiem uz spoli ir jābūt pēc iespējas taisnākiem. No rezultāta jums jāatņem spaiļu pašinduktivitāte 0,04 μH. Minimālā izmērāmā induktivitāte ir aptuveni tāda pati.
Lai izmērītu induktivitātes līdz 100 μH, ir piemērota standarta kapacitāte, virs tās labāk izmantot papildu kapacitātes no 1N, pretējā gadījumā būs kļūda no spoles starpposma kapacitātes.
Lai izmērītu starpposma kapacitāti, jums jāizmēra patiesā induktivitātes vērtība ar C 10-100n, pēc tam jāmēra frekvence ar standarta kapacitāti (100pf), jāievada kalkulatorā, pēc tam jāaprēķina kopējā kapacitāte, no kuras jums ir nepieciešams atņemt 100pf.
Piemērs. aksiālais induktors 3,8 mH, ar standarta kapacitātes frekvenci 228 kHz, kopējā kapacitāte 128 pF, pagrieziens līdz 28.
Tādā pašā veidā tiek aprēķinātas kapacitātes ķēdēs.
Lai izmērītu droseles zemfrekvences zemfrekvences magnētiskajās ķēdēs, tām jābūt pietiekami lielam apgriezienu skaitam, piemēram, uz 2000NN gredzeniem vismaz 20, pretējā gadījumā frekvence var būt augstāka par darba frekvenci tām (līdz 400 kHz), un ģenerēšana labākajā gadījumā tiks traucēta un sliktākajā gadījumā pulsēs, kā bloķējošā ģeneratorā ar kilohercu frekvenci. Maza pagrieziena ierīcēm ir nepieciešama papildu jauda.
Galvenais parametrs, kas raksturo cilpas spoles, droseles un transformatoru tinumus, ir induktivitāte L. Augstfrekvences shēmās izmanto spoles ar induktivitāti no mikrohenrija simtdaļām līdz desmitiem milihenriju; spolēm, ko izmanto zemfrekvences shēmās, induktivitāte ir līdz simtiem un tūkstošiem henriju. Augstfrekvences spoļu, kas ir daļa no svārstību sistēmām, induktivitāti ieteicams izmērīt ar kļūdu, kas nepārsniedz 5%; vairumā citu gadījumu mērījumu kļūda līdz 10-20% ir pieļaujama.
Rīsi. 1. Induktora ekvivalentās ķēdes.
Katrai spolei papildus induktivitātei L ir raksturīga arī sava (interturn) kapacitāte C L un aktīva zuduma pretestība RL, kas sadalīta tās garumā. Parasti tiek uzskatīts, ka L, C L un RL ir koncentrēti un veido slēgtu svārstību ķēdi (1. att., a) ar savu rezonanses frekvenci.
f L = 1/(LC L) 0,5
Kapacitātes C L ietekmes dēļ, mērot ar augstu frekvenci f, tiek noteikta nevis patiesā induktivitāte L, bet gan induktivitātes efektīvā jeb dinamiskā vērtība.
L d = L/(1-(2*π*f) 2 *LC L) = L/(1-f 2 / f L 2)
kas var ievērojami atšķirties no induktivitātes L, ko mēra zemās frekvencēs.
Palielinoties frekvencei, palielinās zudumi induktoros virsmas efekta, enerģijas starojuma, slīpo strāvu tinumu izolācijā un rāmī un virpuļstrāvu dēļ serdē. Tāpēc spoles efektīvā aktīvā pretestība R d var ievērojami pārsniegt tās pretestību RL, ko mēra ar ommetru vai līdzstrāvas tiltu. Spoles kvalitātes koeficients ir atkarīgs arī no frekvences f:
Q L = 2*π*f*L d /R d.
Attēlā 1, b, parāda induktora ekvivalento ķēdi, ņemot vērā tā darbības parametrus. Tā kā visu parametru vērtības ir atkarīgas no frekvences, spoles, īpaši augstfrekvences, ieteicams pārbaudīt ar strāvas avota svārstību frekvenci, kas atbilst to darbības režīmam. Nosakot testa rezultātus, apakšindekss “d” parasti tiek izlaists.
Induktoru parametru mērīšanai galvenās izmantotās metodes ir voltmetrs - ampērmetrs, tilts un rezonanse. Pirms mērījumu veikšanas induktors jāpārbauda, vai nav atvērtas ķēdes un īssavienojumi. Atvērto ķēdi var viegli noteikt, izmantojot jebkuru ommetru vai zondi, savukārt īssavienojumu identificēšanai ir nepieciešama īpaša pārbaude.
Vienkāršām induktoru pārbaudēm dažreiz izmanto katodstaru osciloskopus.
Norāde par īssavienojumu pagriezieniem
Pārbaude, vai nav īssavienojuma, visbiežāk tiek veikta, novietojot testa spoli netālu no citas spoles, kas ir daļa no autoģeneratora svārstību ķēdes, svārstību klātbūtne, kurā un to līmenis tiek kontrolēts, izmantojot telefonus, ciparnīcu, elektronisko. gaisma vai cits indikators. Spole ar īssavienotiem pagriezieniem ieviesīs aktīvos zudumus un pretestību tai pievienotajā ķēdē, samazinot ķēdes kvalitātes koeficientu un efektīvo induktivitāti; Tā rezultātā pašoscilatora svārstības vājinās vai pat neizdosies.
Rīsi. 2. Rezonanses kapacitātes mērītāja shēma, izmantojot absorbcijas fenomenu.
Šāda veida jutīga ierīce var būt, piemēram, ģenerators, kas izgatavots saskaņā ar shēmu, kas parādīta attēlā. 2. Spole ar īssavienotiem pagriezieniem, kas pietuvināta cilpas spolei L1, izraisīs ievērojamu mikroampermetra μA rādījumu pieaugumu.
Pārbaudes ķēde var būt seriālā ķēde, kas noregulēta uz strāvas avota frekvenci (sk. “Radio”, 72-5-54); spriegums uz šīs ķēdes elementiem, ko uzrauga kāds indikators, pārbaudāmās spoles īsslēguma pagriezienu ietekmē samazināsies detuninga un pieaugošo zudumu dēļ. Ir iespējams izmantot arī balansētu maiņstrāvas tiltu, kura vienai no svirām šajā gadījumā jābūt sakaru spolei (nevis L x spolei); pārbaudīto spoļu īssavienojumi radīs tilta nelīdzsvarotību.
Pārbaudes ierīces jutība ir atkarīga no savienojuma pakāpes starp mērīšanas ķēdes spoli un pārbaudāmo spoli, lai to palielinātu, abas spoles vēlams novietot uz kopīga serdeņa, kas šajā gadījumā ir atvērta.
Ja nav īpašu instrumentu, augstfrekvences spoļu pārbaudei var izmantot radio uztvērēju. Pēdējais tiek noregulēts uz kādu labi dzirdamu staciju, pēc tam pārbaudāmā spole tiek novietota pie vienas no tās darbības cilpas spoles, piemēram, magnētiskās antenas (vēlams uz vienas ass ar to). Ja ir īsslēgti pagriezieni, skaļums ievērojami samazināsies. Skaļuma samazināšanās var notikt arī tad, ja uztvērēja regulēšanas frekvence ir tuvu pārbaudāmās spoles dabiskajai frekvencei. Tāpēc, lai izvairītos no kļūdām, pārbaude ir jāatkārto, noskaņojot uztvērēju uz citu staciju, kas frekvencē ir pietiekami tālu no pirmās.
Induktivitātes mērīšana, izmantojot voltmetra-ampērmetra metodi
Voltmetrs - ampērmetra metode izmanto salīdzinoši lielu induktivitātes mērīšanai, kad mērīšanas ķēde tiek barota no zemfrekvences avota F = 50...1000 Hz.
Mērījumu diagramma ir parādīta attēlā. 3, A. Induktora pretestība Z tiek aprēķināta pēc formulas
Z = (R2+X2) 0,5 = U/I
pamatojoties uz maiņstrāvas ierīču V ~ un mA ~ rādījumiem. Voltmetra augšējais (saskaņā ar diagrammu) spaile ir savienota ar punktu A pie Z<< Z в и к точке b pie Z >> Z a, kur Z in un Z a ir voltmetra V ~ un miliammetra mA ~ kopējās ieejas pretestības. Ja zaudējumi ir nelieli, t.i., R<< X = 2*π*F*L x , то измеряемая индуктивность определяется формулой
L x ≈ U/(2*π*F*I).
Lai samazinātu to izmēru, lielas induktivitātes spoles parasti izgatavo no tērauda serdeņiem. Pēdējā klātbūtne noved pie magnētiskās plūsmas nelineāras atkarības no strāvas, kas plūst caur spoli. Šīs attiecības kļūst īpaši sarežģītas spolēm, kas darbojas ar slīpumu, caur kuru tinumiem plūst gan maiņstrāva, gan līdzstrāva. Tāpēc spoļu ar tērauda serdeņiem induktivitāte ir atkarīga no caur tām plūstošās strāvas vērtības un rakstura. Piemēram, ar lielu nemainīgas strāvas komponentu notiek serdes magnētiskais piesātinājums un spoles induktivitāte strauji samazinās. Turklāt serdeņa caurlaidība un spoles induktivitāte ir atkarīga no maiņstrāvas frekvences. No tā izriet, ka spoļu ar tērauda serdeņiem induktivitātes mērīšana jāveic apstākļos, kas ir tuvu to darbības apstākļiem. Diagrammā attēlā. 3, A tas tiek nodrošināts, to papildinot ar līdzstrāvas ķēdi, kas parādīta ar pārtrauktu līniju. Nepieciešamā nobīdes strāva tiek iestatīta ar reostatu R2 saskaņā ar līdzstrāvas miliammetera rādījumiem mA. Atdalošais kondensators C un induktors Dr atdala līdzstrāvas un maiņstrāvas ķēdes, novēršot to savstarpējo ietekmi. Šajā ķēdē izmantotajām maiņstrāvas ierīcēm nevajadzētu reaģēt uz tiešajiem strāvas vai sprieguma komponentiem, kurus tās mēra; voltmetram V ~ tas ir viegli panākams, virknē savienojot ar to kondensatoru ar vairāku mikrofaradu ietilpību.
Rīsi. 3. Shēmas induktivitātes mērīšanai, izmantojot voltmetra - ampērmetra metodi.
Cita mērīšanas shēmas versija, kas ļauj iztikt bez maiņstrāvas miliammetra, ir parādīta attēlā. 3, b. Šajā ķēdē reostati R1 un R2 (tos var aizstāt ar potenciometriem, kas savienoti paralēli barošanas avotiem) iestata nepieciešamo maiņstrāvas un līdzstrāvas pārbaudes režīmu. Slēdža pozīcijā 1 IN Voltmetrs V ~ mēra maiņspriegumu U 1 uz spoles L x. Kad slēdzis tiek pārvietots uz 2. pozīciju, maiņstrāvas vērtību ķēdē faktiski kontrolē sprieguma kritums U 2 pāri atsauces rezistoram R o. Ja zudumi spolē ir nelieli, t.i., R<< 2*π*F*L x , то измеряемую индуктивность можно рассчитать по формуле
L x ≈ U1*R o /(2*π*F*U 2).
Tiltu metode induktoru parametru mērīšanai. Universālie mērīšanas tilti
Induktoru parametru mērīšanai paredzētos tiltus veido no divām aktīvajām pretestības svirām, pleca ar mērīšanas objektu, kura pretestība kopumā ir sarežģīta, un pleca ar reaktīvo elementu - kondensatoru vai induktors.
Rīsi. 4. Veikala tilta ķēde induktivitātes un zudumu pretestības mērīšanai.
Veikala tipa mērīšanas tiltos kā reaktīvos elementus vēlams izmantot kondensatorus, jo pēdējos enerģijas zudumus var padarīt nenozīmīgus, un tas veicina precīzāku pētāmo spoļu parametru noteikšanu. Šāda tilta shēma ir parādīta attēlā. 4. Regulējamais elements šeit ir mainīgas jaudas kondensators C2 (vai kapacitātes krātuve), kas šunts ar mainīgu rezistoru R2; pēdējais kalpo, lai līdzsvarotu fāzes nobīdi, ko rada zudumu pretestība R x induktivitātes spolē L x . Piemērojot amplitūdas līdzsvara nosacījumu (Z 4 Z 2 = Z 1 Z 3), mēs atrodam:
(R x 2 + (2*&pi*F*L x) 2) 0,5: ((1/R 2) 2 + (2*&pi*F*C 2) 2) 0,5 = R1R3.
Tā kā fāzes leņķi φ1 = φ3 = 0, fāzes līdzsvara nosacījumu (φ4 + φ2 = φ1 + φ3) var uzrakstīt kā vienādību φ4 + φ2 = 0, vai φ4 = -φ2, vai tg φ4 = -tg φ2. Ņemot vērā, ka rokai ar L x ir derīga formula (tg φ =X/R), bet rokai ar kapacitāti C 2 ir derīga formula (tg φ =R/X) leņķa φ2 negatīvai vērtībai. , mums ir
2*&pi*F*L x / R x = 2*&pi*F*C 2 R 2
Kopā atrisinot iepriekš minētos vienādojumus, mēs iegūstam:
L x = C2R1R3; (1)
R x = R 1 R 3 / R 2 . (2)
No pēdējām formulām izriet, ka kondensatoram C2 un rezistoram R2 var būt skalas, lai tieši novērtētu L x un R x vērtības, un to veiktās amplitūdas un fāzes korekcijas ir savstarpēji neatkarīgas, kas ļauj ātri līdzsvarot tiltu. .
Lai paplašinātu izmērīto vērtību diapazonu, viens no rezistoriem R1 vai R3 parasti tiek izgatavots pretestības krātuves formā.
Ja nepieciešams izmērīt parametrus spolēm ar tērauda serdeņiem, tilta diagramma attēlā. 4 ir papildināts ar pastāvīgā sprieguma avotu U o, reostatu R o un līdzstrāvas miliammetru mA, kas kalpo, lai regulētu un kontrolētu nobīdes strāvu, kā arī induktors Dr un kondensators C, atdalot maiņstrāvas un līdzstrāvas komponentu ķēdes.
Rīsi. 5. Veikala tilta ķēde induktivitātes un kvalitātes faktoru mērīšanai
Attēlā 5. attēlā parādīta cita žurnāla tilta versijas diagramma, kurā kondensatoram C2 ir nemainīga kapacitāte, un rezistori R1 un R2 tiek ņemti par mainīgiem. Mērījumu diapazona paplašināšana tiek veikta, iekļaujot tiltā dažādu nominālu rezistorus R3. No formulas (1) un (2) izriet, ka amplitūdas un fāzes regulējumi šajā ķēdē izrādās savstarpēji atkarīgi, tāpēc tilta balansēšana tiek panākta, pārmaiņus mainot rezistoru R1 un R2 pretestības. Induktivitāte L x tiek novērtēta pēc rezistora R1 skalas, ņemot vērā reizinātāju, ko nosaka slēdža iestatījums IN. Rezistora R2 skalas rādījums parasti tiek veikts spoļu Q vērtībās
Q L = 2 * π * F * L x / R x = 2 * π * F * C 2 R 2 .
barošanas avota frekvencē F. Pēdējās formulas derīgumu var pārbaudīt, ja vienādības (1) kreiso un labo pusi sadala attiecīgajās vienādības (2) daļās.
Ar diagrammā norādītajiem datiem mērīšanas tilts ļauj izmērīt induktivitātes no aptuveni 20 μH līdz 1, 10, 100 mH; 1 un 10 H (bez tērauda serdeņiem) un kvalitātes koeficients līdz Q L ≈ 60. Strāvas avots ir tranzistora ģenerators ar svārstību frekvenci F ≈ 1 kHz. Nelīdzsvarotības spriegumu pastiprina tranzistora pastiprinātājs, kas ielādēts TF tālruņos. Dubultais T formas RC filtrs, kas noregulēts uz frekvenci 2F ≈ 2 kHz, nomāc avota svārstību otro harmoniku, kas atvieglo tilta balansēšanu un samazina mērījumu kļūdu.
Induktivitātes, kapacitātes un aktīvās pretestības tiltu skaitītājiem ir vairāki identiski elementi. Tāpēc tie bieži tiek apvienoti vienā ierīcē - universālā mērīšanas tiltā. Universālie augstas precizitātes tilti ir balstīti uz veikalu shēmām, piemēram, tām, kas parādītas attēlā. 5. Tajos ir nemainīga sprieguma avots vai taisngriezis (ar barošanu R x mērīšanas ķēdei), zemfrekvences ģenerators ar izejas jaudu vairākos vatos, daudzpakāpju nelīdzsvarotības sprieguma pastiprinātājs, kas noslogots uz magnetoelektriskā galvanometra; pēdējais, mērot aktīvās pretestības, tiek iekļauts tieši tilta mērīšanas diagonālē. Nepieciešamā mērīšanas ķēde tiek veidota, izmantojot diezgan sarežģītu komutācijas sistēmu. Šādos tiltos dažkārt tiek izmantoti logaritmiska tipa indikatori, kuru jutīgums strauji samazinās, ja tilts nav līdzsvarots.
Rīsi. 6. Universālā reohorda tilta shēma pretestības, kapacitātes un induktivitātes mērīšanai
Daudz vienkāršāki ir universālie bīdāmie tilti, kas mēra radio komponentu parametrus ar kļūdu 5-15% robežās. Šāda tilta iespējamā diagramma ir parādīta attēlā. 6. Visu veidu mērījumiem tilts tiek darbināts ar spriegumu ar aptuveni 1 kHz frekvenci, ko ierosina tranzistora ģenerators, kas izgatavots pēc induktīvas trīspunktu shēmas. Līdzsvara indikators ir augstas pretestības TF tālrunis. Rezistori R2 un R3 tiek aizstāti ar stieples reohordu (vai, biežāk, parastu potenciometru), kas ļauj līdzsvarot tiltu, vienmērīgi mainot pretestības attiecību R2/R3. Šo attiecību mēra uz slīdņa skalas, kuras rādījumu diapazons parasti ir ierobežots līdz galējām vērtībām 0,1 un 10. Izmērītā vērtība tiek noteikta ar līdzsvarotu tiltu kā slīdņa skalas rādījuma reizinājumu un reizinātājs, ko nosaka slēdža B iestatījums. Katrs mērījuma veids un robeža atbilst tam, lai tilta ķēdē iekļautu atbilstošo vajadzīgās nominālās atbalsta elementu - kondensatoru C o (C1), rezistoru R o (R4) vai induktors L o (L4). ).
Apskatāmās shēmas iezīme ir tāda, ka izmērītie elementi R x un L x ir iekļauti tilta pirmajā atzarā (ar atbalsta elementiem R o un L o atrodas ceturtajā plecā), un C x, gluži pretēji, ceturtajā rokā (ar C o - pirmajā plecā). Pateicoties tam, visu izmērīto daudzumu novērtējums tiek veikts, izmantojot līdzīgas formulas, piemēram,
A X = A o (R2/R3),
kur A x un A o ir atbilstošo izmērīto un atsauces elementu vērtības.
Mainīgais rezistors R5 kalpo, lai kompensētu fāzes nobīdes un uzlabotu tilta balansēšanu, mērot induktivitātes. Šim pašam mērķim atsauces kondensatora C ķēdē dažkārt tiek iekļauts mazas pretestības mainīgais rezistors par lielu kapacitātes mērījumu robežu, kurām bieži ir manāmi zudumi.
Lai novērstu operatora rokas ietekmi, slīddzinējs parasti ir savienots ar ierīces korpusu.
Rezonanses induktivitātes mērītāji
Rezonanses metodes ļauj izmērīt augstfrekvences induktoru parametrus to darbības frekvenču diapazonā. Mērījumu shēmas un metodes ir līdzīgas tām, kas tiek izmantotas kondensatoru kapacitātes rezonanses mērījumiem, ņemot vērā, protams, mērīšanas objektu specifiku.
Rīsi. 7. Rezonanses ķēde induktivitātes mērīšanai ar nolasījumu uz ģeneratora skalas
Pētāmais induktors var tikt iekļauts augstfrekvences ģeneratorā kā tā svārstību ķēdes elements; Šajā gadījumā induktivitāti L x nosaka, pamatojoties uz frekvences mērītāja rādījumiem, kas mēra ģeneratora svārstību frekvenci.
Biežāk L x spole ir savienota ar mērīšanas ķēdi, kas savienota ar augstfrekvences svārstību avotu, piemēram, ģeneratoru (2. att.) vai radio uztvērēja ievades ķēdi, kas noregulēta uz apraides stacijas frekvenci (att. . 8). Pieņemsim, ka mērīšanas ķēde sastāv no savienojuma spoles L ar regulēšanas serdi un mainīga kondensatora C o.
Rīsi. 8. Shēma kapacitātes mērīšanai, izmantojot rezonanses metodi, izmantojot radio uztvērēju
Tad ir piemērojama šāda mērīšanas metode. Mērīšanas ķēde pie kondensatora C maksimālās kapacitātes C o1 tiek noregulēta uz rezonansi ar zināmo svārstību avota frekvenci f, regulējot induktivitāti L. Tad spole L x tiek pievienota ķēdei virknē ar tās elementiem, pēc tam rezonanse tiek atjaunota, samazinot kapacitāti Co līdz noteiktai vērtībai Co2. Izmērītā induktivitāte tiek aprēķināta, izmantojot formulu
L x = * (C o1 -C o2)/(C o1 C o2).
Plaša diapazona rezonanses skaitītājos mērīšanas ķēde sastāv no atsauces kondensatora CO un pētāmās spoles L x. Ķēde ir savienota induktīvi vai biežāk caur nelielu kondensatoru C 1 (7. un 9. att.) ar augstfrekvences ģeneratoru. Ja ir zināma ģeneratora svārstību frekvence f 0, kas atbilst ķēdes rezonanses regulējumam, tad izmērīto induktivitāti nosaka pēc formulas
L x = 1/[(2*π*f o) 2 *C o ]. (3)
Mērīšanas ķēžu konstruēšanai ir divas iespējas. Pirmās opcijas shēmās (7. att.) kondensators C o tiek ņemts ar nemainīgu kapacitāti, un rezonanse tiek panākta, mainot ģeneratora iestatījumus, kas darbojas vienmērīgā frekvenču diapazonā. Katra L x vērtība atbilst noteiktai rezonanses frekvencei
f 0 = 1/(2*π*(L x C x) 0,5), (4)
tādēļ ģeneratora cilpas kondensatoru var aprīkot ar skalas nolasījumu L x vērtībās. Ar plašu izmērīto induktivitātes diapazonu ģeneratoram ir jābūt vairākiem frekvenču apakšdiapazoniem ar atsevišķām skalām L x novērtēšanai katrā apakšdiapazonā. Ja ierīce izmanto ģeneratoru ar frekvenču skalu, tad var izveidot tabulas vai grafikus, lai noteiktu L x no f 0 un C o vērtībām.
Lai novērstu pašas spoles kapacitātes C L ietekmi uz mērījumu rezultātiem, kapacitātei C o jābūt lielai; no otras puses, vēlams, lai kapacitāte C o būtu maza, lai, mērot mazas induktivitātes, nodrošinātu pietiekami lielu attiecību L x /C o, kas nepieciešama, lai iegūtu ievērojamus indikatora rādījumus pie rezonanses. Praksē tie ņem C o = 500...1000 pF.
Ja augstfrekvences ģenerators darbojas ierobežotā frekvenču diapazonā, kas nav sadalīts apakšdiapazonos, tad induktivitātes mērīšanas robežu paplašināšanai tiek izmantoti vairāki pārslēdzamie kondensatori C o; ja to jaudas atšķiras ar koeficientu 10, tad visos robežās L x var novērtēt vienā un tajā pašā ģeneratora skalā, izmantojot reizinātājus ar 10. Tomēr šādai shēmai ir būtiski trūkumi.
Salīdzinoši lielu induktivitāti, kurām ir ievērojama iekšējā kapacitāte C L, mēra pie robežas ar mazu kapacitāti C o, un, otrādi, mazo induktivitāti mēra pie robežas ar lielu kapacitāti C o ar nelabvēlīgu. attiecība L x / C o un zems rezonanses spriegums ķēdē.
Rīsi. 9. Rezonanses ķēde induktivitātes mērīšanai ar nolasījumu atsauces kondensatora skalā
Rezonanses skaitītājos, kuru ķēdes ir izgatavotas saskaņā ar otro iespēju (9. att.), induktivitātes mēra pie fiksētas ģeneratora frekvences f 0 . Mērīšanas ķēde tiek noregulēta uz rezonansi ar ģeneratora frekvenci, izmantojot mainīgu kondensatoru C o, kura skalu saskaņā ar formulu (3) var nolasīt tieši L x vērtībās. Ja ar C m un C n apzīmējam attiecīgi ķēdes maksimālo un sākotnējo kapacitāti un ar L m un L n izmērīto induktivitātes maksimālo un mazāko vērtību, tad ierīces mērījumu robežas ierobežos ar attiecība
L m / L n = C m / C n.
Tipiski mainīgas kapacitātes kondensatoriem kapacitātes pārklāšanās ir aptuveni 30. Lai samazinātu kļūdu, mērot lielas induktivitātes, ķēdes sākotnējā kapacitāte C n tiek palielināta, ķēdē iekļaujot papildu kondensatoru C d, parasti skaņošanas tipa.
Ja ar ΔС o apzīmējam kondensatora C o kapacitātes lielākās izmaiņas, kas ir vienādas ar tā kapacitātes starpību abās rotora galējās pozīcijās, tad, lai iegūtu izvēlēto attiecību L m / L n, ķēdei ir jābūt sākotnējā kapacitāte
C n = ΔC o: (L m / L n -1). (5)
Piemēram, ar ΔC o = 480 pF un attiecību L m / L n = 11, mēs iegūstam C n = 48 pF. Ja C n un L m / L n vērtības aprēķinā ir sākotnējie dati, tad ir jāizmanto kondensators C o, kuram ir kapacitātes starpība
ΔC o ≥ C n (L m / L n -1).
Lielām C n un L m / L n vērtībām var būt nepieciešams izmantot divkāršu vai trīskāršu mainīgu kondensatoru bloku.
Frekvenci f 0, kādā ģeneratoram jādarbojas, nosaka pēc formulas (4), aizvietojot tajā vērtības L m un C n vai L n un C m. Lai paplašinātu kopējo mērījumu diapazonu, ģenerators tiek darbināts vairākos pārslēdzamas fiksētās frekvences. Ja blakus esošās ģeneratora frekvences atšķiras ar koeficientu 10 0,5 ≈ 3,16, tad visos robežās varat izmantot vispārējo kondensatora induktivitātes skalu C o ar reizinātājiem, kas ir 10 reizinātāji un ko nosaka, iestatot frekvences slēdzi (Zīm. 9). Visa izmērīto induktivitātes diapazona vienmērīga pārklāšanās tiek nodrošināta, ja ķēdes kapacitātes attiecība C m / C n ≥ 10. Ja kondensators Co ir logaritmiska tipa, tad induktivitātes skala ir tuvu lineārai.
Fiksētas frekvences ģeneratora vietā var izmantot mērīšanas ģeneratoru ar vienmērīgu frekvences maiņu, kas tiek iestatīts atkarībā no nepieciešamās robežas induktivitātes mērīšanai.
Rezonanses shēmas induktivitātes un kapacitātes mērīšanai bieži tiek apvienotas vienā ierīcē, jo tām ir vairāki identiski elementi un līdzīga mērīšanas tehnika.
Piemērs. Aprēķiniet rezonanses induktivitātes mērītāju, kas darbojas saskaņā ar shēmu attēlā. 9, mērījumu diapazonam 0,1 μH - 10 mH, izmantojot mainīgo kondensatoru dubulto bloku, kura sekciju kapacitāti var mainīt no 15 līdz 415 pF.
Risinājums
1. Lielākās ķēdes kapacitātes izmaiņas ΔС o = 2*(415-15) = 800 pF.
2. Izvēlieties attiecību L m / L n = 11. Tad ierīcei būs piecas mērījumu robežas: 0,1-1,1; 1-11; 10-110; 100-1100 µH un 1-11 mH.
3. Saskaņā ar (5) ķēdes sākuma kapacitātei jābūt C n = 800/10 = 80 pF. Ņemot vērā kondensatora bloka sākotnējo kapacitāti, kas vienāda ar 30 pF, ķēdē iekļaujam skaņošanas kondensatoru C d ar maksimālo kapacitāti 50...80 pF.
4. Maksimālā ķēdes kapacitāte C m = C n + ΔC o = 880 pF.
5. Saskaņā ar (4) pie pirmās mērījumu robežas ģeneratoram jādarbojas ar frekvenci
f 01 = 1/(2*π*(L n C m) 0,5) ≈ 0,16*(0,1*10^-6*880*10^-12) ≈ 17 MHz.
Citām mērījumu robežām mēs atrodam attiecīgi: f 02 = 5,36 MHz; f 03 = 1,7 MHz; f 04 = 536 kHz; f 05 = 170 kHz.
6. Veicam induktivitātes skalu mērījumu robežai 1-11 μH.
Q metri (kumetri)
Instrumentus, kas paredzēti augstfrekvences ķēžu elementu kvalitātes koeficienta mērīšanai, bieži sauc par kumetriem. Kometeru darbība balstās uz rezonanses parādību izmantošanu, kas ļauj kvalitātes faktora mērījumus apvienot ar induktivitātes, kapacitātes, dabiskās rezonanses frekvences un vairāku citu pārbaudāmo elementu parametru mērījumiem.
Kumeter, kura vienkāršota diagramma ir parādīta attēlā. 10, satur trīs galvenās sastāvdaļas: augstfrekvences ģeneratoru, mērīšanas ķēdi un rezonanses indikatoru. Ģenerators darbojas plašā, vienmērīgi pārklājošā frekvenču diapazonā, piemēram, no 50 kHz līdz 50 MHz; tas ļauj veikt daudzus mērījumus pārbaudāmo elementu darbības frekvencē.
Pētāmais induktors L x , R x caur spailēm 1 un 2 ir savienots ar mērīšanas ķēdi virknē ar mainīgas kapacitātes atsauces kondensatoru C o un savienojuma kondensatoru C 2 ; pēdējā kapacitātei jāatbilst nosacījumam: C 2 >> C o.m, kur C o.m ir kondensatora C o maksimālā kapacitāte. Caur kapacitatīvo dalītāju C 1, C 2 ar lielu dalījuma koeficientu
N = (C 2 + C 1)/C 1
No ģeneratora ķēdē tiek ievadīts atsauces spriegums U par nepieciešamo augsto frekvenci f. Strāva, kas rodas ķēdē, rada sprieguma kritumu U C pāri kondensatoram C o, ko mēra ar augstfrekvences voltmetru V2.
Voltmetra V2 ieejas pretestībai skaitītāja darbības frekvencēs jābūt ļoti augstai. Ja jutība ir pietiekami augsta, voltmetrs tiek pievienots mērīšanas ķēdei caur kapacitatīvo sprieguma dalītāju, kura ieejas kapacitāte tiek ņemta vērā kā kondensatora C o sākotnējās kapacitātes sastāvdaļa. Tā kā visiem kondensatoriem, kas ir daļa no mērīšanas ķēdes, ir ļoti mazi zudumi, mēs varam pieņemt, ka ķēdes aktīvo pretestību galvenokārt nosaka pētāmās spoles zudumu pretestība R x.
Rīsi. 10. Vienkāršota shēma
Mainot kondensatora C o kapacitāti, mērīšanas ķēde tiek noregulēta uz rezonansi ar ģeneratora frekvenci f atbilstoši voltmetra V2 maksimālajiem rādījumiem. Šajā gadījumā ķēdē plūdīs strāva I p ≈ U o /R x, radot sprieguma kritumu kondensatorā.
U C = I p /(2*π*f*C o) ≈ U o /(2*π*f*C o R x).
Ņemot vērā, ka pie rezonanses 1/(2*π*f*С о) = 2*&pi*f*L x , mēs atrodam
UC ≈ U o (2*π*f*L x)/R x = U o Q L ,
kur Q L = (2*π*f*L x)/R x ir spoles L x kvalitātes koeficients frekvencē f. Līdz ar to voltmetra V2 rādījumi ir proporcionāli kvalitātes koeficientam Q L. Pie fiksēta sprieguma U o voltmetra skalu var lineāri kalibrēt vērtībās Q L ≈ U C / U o. Piemēram, ja U o = 0,04 V un voltmetra mērījumu robeža U p = 10 V, spriegumi pie voltmetra ieejas 2, 4, 6, 8 un 10 V atbildīs kvalitātes koeficientam Q L, kas vienāds ar 50, 100 , 150, 200 un 250.
Nominālais spriegums U o tiek iestatīts, regulējot ģeneratora izejas posma režīmu. Šis spriegums tiek uzraudzīts saskaņā ar augstfrekvences voltmetra V1 rādījumiem, kas mēra spriegumu U 1 = U o N ģeneratora izejā. Piemēram, ja voltmetra V2 kvalitātes koeficienta skala ir izveidota pie sprieguma Uo = 0,04 V un dalījuma koeficients N = 20, tad spriegums ģeneratora izejā jāuztur U x = 0,04 * 20 = 0,8 V. Voltmetra V1 mērījumu robežai jābūt nedaudz lielākai par aprēķināto sprieguma vērtību U 1 un ir vienāda, piemēram, ar 1 V.
Kvalitātes faktoru mērīšanas augšējās robežas palielināšana tiek panākta, samazinot spriegumu U o līdz vērtībai, kas vairākas reizes mazāka par nominālo. Pieņemsim, ka pie sprieguma U o = 0,04 V kvalitātes koeficienta tiešais nolasījums tiek nodrošināts līdz vērtībai Q L = 250. Ja mēs samazinām spriegumu U o uz pusi, līdz 0,02 V, tad voltmetra adata V2 novirzīsies. līdz pilnai skalai pie kvalitātes faktora Q L = U p /U o = 10/0,02 = 500. Attiecīgi, lai palielinātu augšējo mērījumu robežu četras reizes līdz vērtībai Q L = 1000, mērījumi jāveic pie sprieguma U o = 40/4 = 10 mV.
Spriegumu U o līdz vajadzīgajai vērtībai var samazināt divos veidos: mainot dalījuma koeficientu N, pārslēdzot dažādu nominālu kondensatorus C 1 vai regulējot ģeneratora izejas spriegumu U 1. Augstas kvalitātes faktoru mērīšanas ērtībai voltmetrs V1 (vai dalīšanas koeficienta slēdzis) ir aprīkots ar skalu (marķējumu), kuras rādījums, kas raksturo sprieguma U o samazināšanās pakāpi salīdzinājumā ar tā nominālvērtību, ir reizinātājs. uz voltmetra V2 kvalitātes faktoru skalu.
Lai pārbaudītu skaitītāja darbību un paplašinātu tā iespējas, tiek izmantotas atbalsta spoles L o ar zināmu induktivitāti un kvalitātes koeficientu. Parasti ir vairāku nomaināmu spoļu komplekts L o, kas kopā ar mainīgo kondensatoru C o nodrošina mērīšanas ķēdes rezonanses regulēšanu visā ģeneratora darbības frekvenču diapazonā.
Mērot induktoru kvalitātes faktors Q L 10-15 minūtes pirms darba uzsākšanas ieslēdziet ierīci strāvu un noregulējiet ģeneratoru uz vajadzīgo frekvenci. Pēc sasilšanas voltmetri V1 un V2 ir iestatīti uz nulli. Pārbaudāmā spole ir savienota ar spailēm 1 un 2. Pakāpeniski palielinot ģeneratora izejas spriegumu, voltmetra adata V1 tiek novirzīta līdz nominālajam līmenim. Kondensators Co noregulē ķēdi rezonansei ar ģeneratora frekvenci. Ja tajā pašā laikā voltmetra V2 adata pārsniedz skalu, ģeneratora izejas spriegums tiek samazināts. Kvalitātes faktora Q L vērtību nosaka kā voltmetra V2 kvalitātes faktoru skalas un voltmetra reizinātāja skalas V1 rādījumu reizinājumu.
Svārstību ķēdes kvalitātes faktors Q K mēra tādā pašā secībā, savienojot ķēdes spoli ar spailēm 1 un 2, un tās kondensatoru ar spailēm 3 un 4. Šajā gadījumā kondensators C o ir iestatīts uz minimālās kapacitātes pozīciju. Ja pētāmās ķēdes kondensatoram ir mainīga kapacitāte, tad to izmanto, lai noregulētu ķēdi rezonansē ar nepieciešamo ģeneratora frekvenci f; ja šis kondensators ir nemainīgs, tad rezonanses regulēšanu veic, mainot ģeneratora frekvenci.
Mērīšana ar skaitītāju spoles induktivitāte L x tiek ražots tādā veidā, kā aprakstīts iepriekš saistībā ar diagrammu attēlā. 9. Ģenerators ir noregulēts uz atsauces frekvenci, kas izvēlēta saskaņā ar tabulu atkarībā no paredzamās L x vērtības. Pārbaudāmā spole ir savienota ar spailēm 1 un 2. Mērīšanas ķēde tiek noregulēta uz rezonansi ar kondensatoru C o, uz kura īpašas skalas tiek novērtēta L x vērtība, ņemot vērā tabulā norādīto dalījuma vērtību. Tajā pašā laikā, mainot kontūras parametrus, ir iespējams noteikt pašas spoles jauda C L . Divām patvaļīgām kondensatora C kapacitātes C 01 un C 02 vērtībām, mainot ģeneratora iestatījumus, tiek atrastas ķēdes f 1 un f 3 rezonanses frekvences. Nepieciešamā jauda
C L = (C 02 f 4 2 - C 01 f 1 2) : ( f 1 2 - f 2 2)
Tvertņu mērīšana ar skaitītāju tiek veikta, izmantojot aizstāšanas metodi. Pārbaudāmais kondensators C x ir savienots ar spailēm 3 un 4, un viena no atbalsta spolēm L o ir savienota ar spailēm 1 un 2, nodrošinot ķēdes rezonanses noregulēšanu izvēlētajā frekvenču diapazonā. Tajā pašā laikā jūs varat noteikt kondensatora zudumu tangensu (kvalitātes koeficientu):
iedegums δ = 1/(2*π*f*C x R p)
(kur R p ir zudumu pretestība). Lai to izdarītu, ar divām kapacitātes vērtībām C 01 un C 02, kas atbilst ķēdes bez kondensatora C x rezonanses iestatījumiem un, kad pēdējais ir pievienots, atrodiet ķēdes Q 1 un Q 2 kvalitātes koeficientus, un pēc tam veiciet aprēķinu, izmantojot formulu
tg δ = Q 1 Q 2 /(Q 1 -Q 2) * (C 01 - C 02)/C 01
Ja nepieciešams, kumetra ģeneratoru var izmantot kā mērīšanas ģeneratoru, bet elektroniskos voltmetrus var izmantot spriegumu mērīšanai plašā frekvenču diapazonā.
