为什么典型的数字万用表不能测量电感?


37

即使在主要是数字电路的情况下,我使用电感器的次数也比以前更多,这通常是因为所有降压或升压转换器(我参与的最近开发的板具有12个不同的电压轨-TFT仅需要其中的六个电压轨) LCD)。

我从未见过具有电感范围的标准数字万用表(DMM)。因此,我最终购买了另一台进行LC测量的仪表。

但是,许多数字万用表都有电容等级。由于可以将电容器和电感器看作是电压和电流发生翻转的互为镜像,因此为什么DMM也不包括电感刻度?测量电感时有什么困难,以至于无法将其保留在数字万用表中而只能使用专用仪表?

由于电感计通常是LC计(甚至是LCR),它们以不同于DMM的方式测量电容吗?它们比数字万用表的电容刻度更准确吗?

Answers:


18

DMM无法测量电感的唯一原因是,测量电感比电阻或电容更困难:此任务需要特殊的电路,这并不便宜。由于需要电感测量的场合相对较少,因此标准DMM不具备此功能,因此可降低成本。

简单的数字万用表可以通过仅用恒定电流对电容器充电并测量电压累积速率来测量电容。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DMM中实施,而不会产生明显的成本损失。还有其他技术。

从理论上讲,可以通过在电感器两端施加恒定电压并测量电流累积来测量电感。但是,实际上,此技术的实现要复杂得多,并且由于以下原因,其精度不如电容器好:

  • 电感器可能具有较高的寄生电阻和电容
  • 磁芯损耗(带芯电感器)
  • EMI(包括杂散电感和电容)
  • 电感中与频率有关的效应
  • 更多

测量电感的技术很少(此处描述了其中的一些)。

LCR是专用于测量电感并包含所需电路的专用仪表。这些是昂贵的工具。

由于用于测量电感的硬件也可以用于R和C的精确测量,因此LCR也采用此电路,以提高电容和电阻测量的准确性(例如:AC电阻,AC电容,ESR等)。我相信使用LCR测量电感和电容之间的差异只是不同固件算法的问题,尽管这只是一个猜测。

因此,对您问题的一般回答是:“是的,LCR在RC测量中通常比DMM更准确,并且它们可以测量更大范围的可测量量”。但是,这只是一个经验法则-那里有许多出色的DMM和糟糕的LCR ...阅读规格。


2
LCR表通常仅通过测量特定测试频率下电压和电流之间的幅度比和相移来测量设备的“复阻抗”。然后可以向后进行计算,以找出获得该阻抗所需的R和C或R和L的组合。我使用的一个LCR仪表用电阻,电容和电感的某种组合点亮了显示器上的一个代表性电路,然后指出了主要的影响是什么以及寄生效应是什么(例如,C或L带有寄生串联或并联R)。
alex.forencich 2013年

1
@ alex.forencich您是非常正确的,尽管测量幅度和相移只是其中一种方法。此外,正如您所说,报告的值取决于LCR固件使用的“等效电路模型”-这正是我所说的“ FW算法”的意思。感谢您的澄清。
Vasiliy 2013年

4

电阻器与电感器相比非常纯净,因为典型的普通电阻器具有极少量的漏感和电容。在99.9%的时间内,电阻占主导地位。

电容器通常用于表面贴装器件时也相当纯净。自感非常低,漏电阻和ESR很小。同样,在广泛的数值范围内的电容电抗支配了测量,并通过简单的测试方法给出了不错的结果。

电感器是一个不同的故事。除非同时进行直流电阻测量,否则很难将ESR与低频电抗值区分开。由于皮肤和邻近效应,ESR的频率也会变大。另外一个问题是,缠绕的元件具有相对较高的泄漏电容,并且当您接近并上升并超过自谐振频率时,该电容会产生读数误差,从而使电感器难以通过相对简单的测试来精确确定其值。


也许更重要的是,电容器的性能通常由其在较低频率甚至接近DC时的电容决定。一些电感器的电感可能会在某个频率上主导寄生效应,但并不是每个电感器的频率都相同。
2013年

0

诚然,电感器比电阻器或电容器更复杂。但是,常见的DMM不能进行L测量的原因可能更多是由于市场力量。我实际上曾经有一个便宜的DMM来测量L,但是我现在的DMM系列无法测量L。

您可以测量磁性元件的各个方面,例如简单的电感器或带有复杂设备的多绕组变压器,例如在Vasili的链接中,也可以购买简单的LCR来进行电感测量,例如60欧元。根据在线用户手册,它将250 Hz的正弦波施加到所研究的电感器,并与电阻器串联。可以使用比例旋钮选择串联电阻。有关详细说明,请参见此处。

至于OP的第二个问题,我不认为电感表是“ LC”表。这表明这些措施是使用谐振电路进行的。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都将使用此方法。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,饱和度,非线性,磁滞,涡流,频率(取决于频率),因此电感的简单测量可能对您来说还不够。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.