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在应用频率下测试电感(一)

发布时间:2019-12-12 责任编辑:wenwei

【导读】准确地测量电感总是比测量其他无源元件要困难一些。测量线圈的主要困难在于,线圈电感和它的效率在很大程度上受频率的影响;同样地,线圈寄生效应(分布电容和铁芯/铜线电阻损耗)会随频率的变化而发生显著的变化。在应用频率下测量线圈即“使用频率测试”要比在传统的标准频率下测试更能代表电路中元件的基值。
 
通常,测量频率仅为方便测量而规定。如果测量频率不是电路(或“使用”)频率,测试结果一般不能够取得与指定电路相同的电感值或展示相同的效率。鉴于设备和方法最近得到了发展并且现在能够灵活地选择测试频率,应该在实际的使用频率下去测试电感,尤其是当有高精度的要求时。
 
电感参数
 
一个线圈的主要电气参数是电感、Q(效率)、直流电阻(DCR)和自谐频率(SRF)。所有主要电气参数由设计控制,虽然不是完全地。电感和Q经常在很大程度上受所使用的测试仪表和测试频率的影响。
 
http://www.cntronics.com/art/artinfo/id/80037292
 
Q是元件储存能量同损耗能量之比。Q反映电感的能量储存能力,它与测量频率成正比,与相同频率下元件产生的电阻(铜线和铁芯)损耗成反比。
 
DCR是电感在通上不变的直流电时,电感中的铜线对电流的阻力。DCR让我们了解因电感加入到电路而在电路中发生的插入损耗。DCR还说明仅仅是在发热的情况下电感会消耗多少能量。
 
当频率超过SRF时,元件的作用就不再是电感。SRF由(低频)电感和线圈的匝间有效电容的并联组合决定。
 
测试设备
 
测试方法的适当选取在很大程度上决定测量的准确度。不同的电气参数所使用的测试仪和测试方法不同,并且每台仪表都有量程、频率和误差。寄生效应和测试夹具的影响是测量中不可忽视的因素。一般情况下必须对仪表、夹具、频率和电流(如适用)进行规定以实现可重复和可靠的测试。
 
阻抗分析仪一般用于测量电感元件的电感和Q。一直以来也有人使用网络分析仪来测量Q。可以用零相位法在网络分析仪上测量SRF。DCR通常用低电阻表测量。
 
测试仪的选择还影响测量值。仪表的影响是因每台设备使用不同的测量方法和频率而造成的。
 
部份的差异可归因于不同的仪表,但主要是由于不同的频率。总之,正确的仪表应该是能够在所要求的频率下进行准确和可重复性测试的仪表。
 
测定电感的传统方法
 
几十年来,Q表是测定L和Q参数值的传统方法。然而,Q表要求测试频率在其振荡器的范围内和调谐电容器的极限范围内。同时,Q表测量的电感是以电容(pF)来表示的。Q表也有比中频更易于使用的特定频率(称为蓝线),因为调谐电容器上的附加刻度盘能够直读电感。
 
市面上供应的Q表的精确度为3%甚至更低。Q表误差需要使用设定“标准件”(被确定为有特定和精确值的高精度元件)。校正件如同供应商和用户确定的有特值的标准。校正件被视为特定的标准元件,并且在每次测试时用来设置每台仪表。校正仍然是最精确的方法,此方法误差小,可重复性高,并且在任何频率下都适用。然而,校正方法存在严重的后勤缺陷:制造商和客户之间对校正件的制定和计量,和每次测试调试仪表的工作。
 
其他电气参数SRF和DCR一般是根据L和Q来规定的,对其使用的测试方法却很少有说明。缺少SRF和DCR的具体测试方法表明电感是主要参数并且需要谨慎控制。
 
 
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