Wie kann man bei einem Induktor mit unbekanntem (wenn auch betragsschätzbarem) Wert und einem Widerstand mit genau bekanntem Widerstand die Induktivität des Induktors berechnen?
Werkzeuge, die mir zur Verfügung stehen:
- Oszilloskop (sowohl digital als auch analog)
- Signalgenerator (kann jede Wellenform bis zu etwa 20 kHz erzeugen)
- DMM
Einige Dinge, die ich während meiner Experimente bemerkt habe:
- Wenn ich eine Sinuswelle anlege, sehe ich eine Phasenverschiebung.
- Wenn ich die Frequenz verändere, sehe ich unterschiedliche Dämpfungsstufen.
- Wenn ich eine Rechteckwelle anlege, sehe ich scharfe Spitzen an der ansteigenden Flanke und scharfe Täler an der abfallenden Flanke.
Letztendlich möchte ich etwas, das ich auf irgendeine Weise mit einem Mikrocontroller abtasten kann - sei es mit analogen Eingängen, der Verwendung von Timern / Eingangserfassung / Ausgangsvergleich usw. oder auf andere Weise, um dann die verwendete Induktivität zu berechnen.
Ich weiß, wie man digitale Signale in Phasen misst, aber kann dies zur Messung der Phase einer Sinuswelle angepasst werden?
Könnte ich alternativ einen LC-Schaltkreis verwenden und die Resonanzfrequenz dieser Kombination auf irgendeine Weise verwenden?
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Eine Möglichkeit wäre, eine Serien-RL-Schaltung zu bilden und eine sinusförmige Spannung anzulegen.vich einer bestimmten Frequenz, f . Messen Sie dann die Phasendifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung. Aus der SpannungsteilergleichungvÖvich=j ω L.R + j ω L. die Phasendifferenz ist gleich 90∘- Arctan(ω L.R.) . So können Sie nach L. lösen.
Sie können dies noch einfacher machen, indem Sie den Widerstand und / oder die Frequenz der Sinusquelle variieren, bis die Phasenverschiebung zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung genau ist45∘ . Zu diesem Zeitpunkt ist die Reaktanz des Induktors gleich dem Widerstand und die Induktivität ist gegeben durchL = R / ( 2 & pgr;f) .
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Ich denke, Sie müssen am Ende noch ein paar analoge Komponenten verwenden. Eine Sache, die Sie mit dem Induktor tun können, ist, ihn wie das Dual eines Kondensators zu verwenden. Wie misst man die Größe eines Kondensators? Wenden Sie eine Spannungsstufenfunktion mit bekannter Amplitude auf eine RC-Schaltung an und messen Sie die Anstiegszeit. Sie können das Gleiche problemlos mit einer RL-Schaltung tun und die Anstiegszeit des durch die Induktivität fließenden Stroms messen. Beachten Sie, dass Sie den durch ihn fließenden Strom messen müssen, nicht die Spannung. Jetzt können Sie komplizierter werden und auch die komplexe Impedanz einer RL-Schaltung messen. Dies erfordert jedoch eine gute Sinuswellenquelle und zwei ADCs, die die Spannung und den Strom betrachten, sowie einige DSP, um die Impedanz zu berechnen. Es kann getan werden, aber es wird wahrscheinlich komplexer sein.
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Das scheint für mich zu funktionieren. Prozess:
Berechnung von L in der RL-Schaltung
Gegeben:
Dann:
Deshalb (alles zusammen):
Beispiel: 2,5-mH-Spule in Reihe mit 1K-Widerstand, 20-kHz-Sinuswelle, 5-V-Versorgung. Mit dem Oszilloskop Vr messen (Spitzenspannung über R)
Siehe diesen Link für: Simulation eines Beispiels
Vielleicht kann jemand anderes das Textlayout hier verbessern. Lassen Sie mich wissen, wenn ich etwas verpasst habe.
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