简易电感电容测量

2015-06-15 09:36:53来源: ednchina
前段时间有经常用到电感元件,于是制作了一个测量电感电容的电路。电路原理采用LC串联谐振产生一振荡信号,经过比较器整形为一矩形信号。测出矩形波的频率,再根据原有的LC值,则可求出添加上的L值。电路精度通过一高精度的校准电容控制。网上也有交详细的制作资料,但多是用单片机测量其中的频率,如果你手头上有一台示波器,则电路可以更精简。

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电路图

 

 
谐振交流信号整波的Multisim仿真结果
分析:
看见比较器正端的两个 100K 电阻么?那是一个 5V 的分压 ~ 根据虚短则负端亦等于 2.5V ,从上电之初开始分析,初始时刻应为高电平,为此时负端的电容尚未充满电,经过47K 电阻与 10uF 电容的 RC 网络进行保持。(该 RC 网络中 C 的另一个目的为隔直通交,正端为交流号,故反相端的交流成分经过电容 C 流入地,直流成分被保持)RC 网络的时间常数有几百毫秒,而实际前端的 LC 谐振,可知 LC 测量网络的频率一般大于几百 K ,故此 RC 充放电时间对于谐振频率的测量可忽略不计。
比较器输出端至正端有一 100K 电阻,前一对 100K 为提供分压,而此时跨接的 100K 电阻存在输出端 5V ( 1K 为上拉电阻, LM311 为开漏输出结构,故需要上拉,原理理解上可忽略不计)至正端 2.5V 存在 2.5V压差,此时可提供 2.5V/100k=25uA 电流为 LC 谐振网络的谐振提供能量。
红色是最后输出的矩形波。
 
实验结果
f1(khz) f2(khz) C(pf) L(uh)  
473 355 1289.865 87.85545267  
459.6 349 1361.953 88.1987738  
         
f1(khz) f2(khz) Lx(uh) L(uh) 误差
459.6 455 1.7924 6.8 73.64%
456 401 25.85374 47 44.99%
452 345.8 62.49383 100 37.51%
         
f1(khz) f2(khz) Cx(pf) C(pf) 误差
460 456.6 20.35936 30 32.14%
460 348.3 1013.668 1000 -1.37%
460 36.7 212611.8 220000 3.36%

由于校准电容没有使用高精度的,以及测量的是小电感,导致在测量电感时还是存在较大的误差。


关键字:感电容测量

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0615/article_11972.html
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