为什么典型的数字万用表不测量电感?

电器工程 万用表 电感
2022-01-26 07:17:06

即使主要使用数字电路,我使用电感器的频率也比以前多得多,这通常是因为所有降压或升压转换器(我最近参与的一块电路板有 12 个不同的电压轨——其中 6 个只是 TFT 需要液晶显示器)。

我从未见过具有电感范围的标准数字万用表 (DMM)。所以我最终购买了一个单独的仪表来进行 LC 测量。

然而,许多数字万用表都有电容刻度。既然电容器和电感器可以被认为是电压和电流翻转的镜像,那么为什么数字万用表不包括电感量表呢?测量电感有什么困难,以至于它被数字万用表遗漏并降级为专业仪表?

由于电感表通常是 LC 表(甚至是 LCR),它们测量电容的方式是否与数字万用表不同?它们是否比数字万用表的电容刻度更准确?

3个回答

数字万用表不能测量电感的唯一原因是电感比电阻或电容更难测量:这项任务需要特殊的电路,而且不便宜。由于需要进行电感测量的情况相对较少,标准数字万用表不具备此功能,因此成本较低。

简单的数字万用表可以通过用恒定电流对电容器充电并测量电压升高速率来测量电容。这种简单的技术提供了令人惊讶的良好精度和宽动态范围,因此几乎可以在任何数字万用表中实施,而不会产生显着的成本损失。还有其他技术。

从理论上讲,可以通过在电感器上施加恒定电压并测量电流累积来测量电感量。然而,在实践中,这种技术实现起来要复杂得多,并且由于以下原因,精度不如电容器好:

  • 电感器可能具有相对较高的寄生电阻和电容
  • 磁芯损耗(在有芯电感中)
  • EMI(包括杂散电感和电容)
  • 电感器中的频率相关效应
  • 更多的

测量电感的技术很少(这里描述了其中一些技术)。

LCR 是为电感测量而设计的特殊仪表,包含所需的电路。这些都是昂贵的工具。

由于测量电感的硬件也可用于精确测量 R 和 C,LCR 也采用此电路来提高电容和电阻测量的精度(例如:交流电阻、交流电容、ESR 等)。我相信用 LCR 测量电感和电容之间的区别只是固件算法不同的问题,尽管这只是一个猜测。

因此,您的问题的一般答案是“是的,LCR 在 RC 测量中通常比 DMM 更准确,并且它们可以测量更广泛的可测量量”。然而,这只是一个经验法则——那里有许多出色的数字万用表和糟糕的 LCR……阅读规格。

与电感器相比,电阻器非常纯净,因为典型的普通电阻器具有非常少量的漏感和电容。在 99.9% 的时间里,阻力在读数中占主导地位。

当通常用于表面贴装设备时,电容器也相当纯净。自感非常低,漏电阻和 ESR 也是如此。同样,大量值中的电容电抗在测量中占主导地位,并通过简单的测试方法给出了不错的结果。

电感器是另一回事。除非同时进行直流电阻测量,否则很难将 ESR 与低频下的无功值区分开来。由于趋肤效应和邻近效应,ESR 也会随着频率而变大。除此之外,还有一个问题,即绕线组件具有相对较高的泄漏电容,当您接近并超过自谐振频率并超过自谐振频率时,该电容可能会导致读数丢失,从而使电感器难以通过相对简单的测试来确定其值.

确实,电感器可以是比电阻器或电容器更复杂的组件。但普通 DMM 没有 L 测量的原因可能更多是因为市场力量。实际上,我曾经有一个便宜的带有 L 测量的 DMM,但我目前收集的 DMM 无法测量 L。

您可以测量磁性元件的所有方面,如简单的电感器或带有复杂设备的多绕组变压器,如 Vasili 的链接,或者购买一个简单的 LCR 来进行电感测量,比如这个 60 欧元的东西。根据在线用户手册,它对正在研究的电感器施加 250 Hz 的正弦波,并与一个电阻器串联。可以使用刻度旋钮选择串联电阻。有关更详细的说明,请查看例如此处。

至于OP的第二个问题,我不相信电感表是“LC”表。这表明这些测量使用谐振电路。测量 L 或 C 的最简单方法是使用串联电阻和低频振荡器。便宜的 DMM 和便宜的 LCR 都将使用这种方法。因此,DMM 或 LCR 的精度将相似。但是,由于电感器比电容器具有更多的寄生效应,例如电阻、漏磁通、饱和、非线性、滞后、涡流、频率取决于 mu,因此简单的电感测量可能不足以满足您的需求。