なぜ典型的なデジタルマルチメータはインダクタンスを測定しないのですか?


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主にデジタル回路であっても、一般にすべての降圧または昇圧コンバーターのために、私は以前よりもはるかに頻繁にインダクタを使用しています(私が関係していた最近のボードには12の異なる電圧レールがあります-それらの6つはTFTだけで必要ですLCD)。

インダクタンス範囲を備えた標準のデジタルマルチメータ(DMM)を見たことはありません。そこで、LC測定を行う別のメーターを購入することになりました。

ただし、多くのDMMには容量スケールがあります。コンデンサとインダクタは、電圧と電流が反転した相互の鏡像と考えることができるので、DMMにはインダクタンススケールも含まれていないのはなぜですか?インダクタンスを測定するのにそれほど難しいのは、DMMから除外されて特殊なメーターに追いやられることですか?

インダクタンスメーターは通常LCメーター(LCRでも)であるため、DMMとは異なる方法でキャパシタンスを測定しますか?DMMの容量スケールよりも正確ですか?

回答:


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DMMがインダクタンスを測定できない唯一の理由は、抵抗またはキャパシタンスよりもインダクタンスを測定することが難しいためです。このタスクには、安価ではない特別な回路が必要です。インダクタンスの測定が必要になる機会は比較的少ないため、標準のDMMにはこの機能がないため、コストを削減できます。

単純なDMMは、定電流でコンデンサを充電し、電圧の蓄積率を測定するだけで、静電容量を測定できます。このシンプルな手法は、驚くほど優れた精度と広いダイナミックレンジを提供するため、大幅なコストペナルティなしで、ほぼすべてのDMMに実装できます。他のテクニックもあります。

理論的には、インダクタに定電圧を印加し、電流の蓄積を測定することにより、インダクタンスを測定できます。ただし、実際にはこの手法の実装ははるかに複雑であり、以下の理由により、コンデンサほど精度は高くありません。

  • インダクタは、比較的高い寄生抵抗と寄生容量を持つ場合があります
  • コア損失(コア付きインダクタ)
  • EMI(浮遊インダクタンスと浮遊容量を含む)
  • インダクタの周波数依存効果
  • もっと

インダクタンスを測定するためのテクニックはほとんどありません(それらのいくつかはここで説明されています)。

LCRは、インダクタンス測定用に設計され、必要な回路を含む特別なメーターです。これらは高価なツールです。

インダクタンスを測定するためのハードウェアはRおよびCの正確な測定にも使用される可能性があるため、LCRはキャパシタンスおよび抵抗測定の精度を向上させるためにこの回路も使用します(例:AC抵抗、ACキャパシタンス、ESRなど)。LCRでのインダクタンスとキャパシタンスの測定の違いは、単なる推測ではありますが、異なるファームウェアアルゴリズムの問​​題にすぎないと考えています。

したがって、あなたの質問に対する一般的な答えは、「はい、通常、LCRはDMMよりもRC測定で正確であり、より広い範囲の測定可能な量を測定できます」です。ただし、これは経験則にすぎません-すばらしいDMMやお粗末なLCRがたくさんあります...仕様を読んでください。


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通常、LCRメーターは、特定のテスト周波数での電圧と電流の間の振幅比と位相シフトを測定することにより、デバイスの「複雑なインピーダンス」を測定します。次に、これを逆方向に実行して、そのインピーダンスを取得するために必要なRとCまたはRとLの組み合わせを見つけます。私が使用した1つのLCRメーターは、抵抗、コンデンサ、およびインダクタの組み合わせでディスプレイの小さな代表的な回路を照らし、支配的な影響と寄生成分(たとえば、寄生直列または並列Rを持つCまたはL)を示しました。
alex.forencich

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@ alex.forencichあなたは非常に正しいですが、振幅と位相シフトを測定することは方法の1つにすぎません。さらに、あなたが言ったように、報告された値はLCRのファームウェアで使用される「等価回路モデル」に依存します。これはまさに「FWアルゴリズム」が意味するものです。説明をありがとう。
ヴァシリー

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抵抗器は、一般的な一般的な抵抗器の漏れインダクタンスと容量が非常に少ないという点で、インダクタと比較して非常に純粋です。時間の99.9%の抵抗は、読み取りを支配します。

コンデンサは、通常、表面実装デバイスに到達した場合もかなり純粋です。自己インダクタンスは非常に低く、漏れ抵抗とESRも同じです。繰り返しますが、値の広大な範囲にわたる容量性リアクタンスは、測定を支配し、簡単なテスト方法で適切な結果を提供します。

インダクタは別の話です。DC抵抗測定も行わない限り、低周波数でESRを無効値から分離することは困難です。ESRは、皮膚や近接効果により、周波数とともに大きくなります。これに加えて、巻線コンポーネントの漏れ容量が比較的高く、自己共振周波数を超えて上昇すると、この容量によって読み取り値が低下する可能性があり、比較的簡単なテストでインダクタの値を特定するのが難しくなる。


おそらくもっと重要なのは、コンデンサの動作は一般に、DCに近づいても、より低い周波数での静電容量によって支配されます。一部のインダクタのインダクタンスは、特定の周波数で寄生効果を支配する場合がありますが、すべてのインダクタで同じ周波数ではありません。
supercat

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確かに、インダクタは抵抗やコンデンサよりも複雑なコンポーネントになる可能性があります。しかし、一般的なDMMにL測定値がない理由は、おそらく市場の力によるものです。私はかつて実際に安価なL測定のDMMを持っていましたが、現在のDMMのコレクションはLを測定できません。

Vasiliのリンクのような複雑なデバイスを使用した単純なインダクタや多巻線トランスなどの磁気コンポーネントのすべての側面を測定するか、この60ユーロのようなインダクタンス測定用の単純なLCRを購入できます。オンラインのユーザーマニュアルによれば、調査対象のインダクタに抵抗器と直列に250 Hzの正弦波を印加します。直列抵抗は、スケールノブで選択できます。より詳細な説明については、例えばこちらをご覧ください。

OPの2番目の質問については、インダクタンスメーターが「LC」メーターであるとは考えていません。それは、これらが共振回路を使用して測定することを示唆しています。LまたはCを測定する最も簡単な方法は、直列抵抗と低周波発振器を使用することです。安価なDMMと安価なLCRの両方がこの方法を使用します。したがって、DMMまたはLCRの精度は同様です。ただし、インダクタは、抵抗、漏れ磁束、飽和、非線形性、ヒステリシス、渦電流、周波数に依存するmuなど、コンデンサよりも寄生効果があるため、誘導性の単純な測定では不十分な場合があります。

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