¿Métodos para medir la inductancia con alta precisión (1%) utilizando equipos estándar?

Estoy modelando el buen comportamiento de los circuitos oscilatorios interactuantes. He buscado un par de métodos para medir la inductancia. Creo que estoy siguiendo el procedimiento fielmente, pero los valores que obtengo no son tan precisos como esperaba. Esta es, en principio, una pregunta elemental, pero idealmente me gustaría una precisión del 1% o menos y no creo que la esté logrando con los métodos que puedo encontrar. Tengo un osciloscopio Tektronix 1001B y un generador de señal bastante estándar.

Primero: ¿Una precisión del 1% con este equipo no es realista?

Si no, he seguido el procedimiento para medir la inductancia con una onda sinusoidal aquí: https://meettechniek.info/passive/inductance.html (también probé el método donde sintoniza la frecuencia hasta que el voltaje del inductor sea la mitad del voltaje total) .

Mido a través de dos inductores en serie; Como control de cordura, también hice los dos inductores por separado. L1 es el tipo de inductor que se parece a una resistencia (ver la cosa verde en la foto a continuación); Lcoil es un inductor en espiral (ver más abajo). Los valores nominales son L1 = 220 uH y Lcoil = 100 uH, por lo que espero un total de aproximadamente Ltot = 320 uH. Todas las mediciones son con f = 95kHz porque esa es la frecuencia de operación.

• R_s = 100 Ohm da Ltot = 290, L1 = 174 y Lcoil = 122 (L1 + Lcoil = 296)
• R_s = 56 Ohm da Ltot = 259, L1 = 174 y Lcoil = 98 (L1 + Lcoil = 272)

¿Son estos los mejores números que puedo esperar? El valor de la bobina cambia en más del 20%, y el valor total varía en ~ 10%. No tengo experiencia en electrónica, así que si hay algunos principios intuitivos básicos que estoy pasando por alto, ¡hágamelo saber!

Editar: agrego una captura de pantalla de uno de los cálculos, que proporciona los valores de la inductancia y la resistencia del inductor.

El método que utiliza es muy sensible a los errores, la ESR puede ser un problema, pero tampoco es fácil determinar las relaciones de voltaje exactas.

Usaría resonancia paralela LC:

$F_c=\frac 1 {2\pi\sqrt{LC}}$

Obtenga un condensador preciso de 1% (o mejor). Si no tiene ese condensador, simplemente olvídese de todo, no obtendrá la precisión del 1%.

Use un circuito como este:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Si tiene un valor aproximado para Lx, utilice la fórmula anterior para determinar la frecuencia de resonancia en combinación con el condensador preciso C_1%.

Debe apuntar a una frecuencia que el generador de señal pueda generar fácilmente, por ejemplo, 1 MHz. Establezca el voltaje de salida del generador en un par de voltios, el valor exacto no importa porque queremos determinar la frecuencia de resonancia .

Varíe la frecuencia del generador y en el osciloscopio vigile la amplitud de la señal . La frecuencia donde la amplitud es la más grande , es decir, la frecuencia de resonancia. Luego, use esa frecuencia y el valor de C_1% para determinar el valor de Lx? usando la fórmula anterior.

Si el generador de señal no es muy preciso (si es un generador de señal analógica), mida la frecuencia con su osciloscopio. Necesita un valor de precisión superior al 0.01% para la frecuencia; de lo contrario, no puede obtener la precisión general del 1%. Su osciloscopio es digital, por lo que puede medir frecuencias con mayor precisión.

Sunnyskyguy describe un excelente método. La precisión depende del error del condensador resonante. El otro término de error es frecuencia: la base de tiempo controlada por cristal del Tek 1001B debe hacer que las mediciones de frecuencia sean precisas.

Vale la pena describir la configuración de prueba alternativa: serie LC. Puede hacer esto con generador de funciones + osciloscopio. El generador de funciones genera una onda sinusoidal de amplitud decente:

$L={{1} \over {(2\pi f)^2 C_{test}}}$

$R_{internal}$
$R_{inductor} = {50{V_{dip}} \over {V_{open-cct}- V_{dip}}}$

Puede usar resonancia en serie o en paralelo dependiendo de la impedancia que elija en la resonancia y qué Q espera de cualquiera de los modos. Aquí 100 kHz es ~ 100 ohmios y Q de 30 dB implica 0.1 ohmios para DCR .

Esto puede estar limitado por su controlador de producto GBW . 300 ohmios (1 + f) / GBW = R _{fuera a} menos que la corriente sea limitada.

Aquí elegí película de 10 nF debido a un ESR muy bajo . Pero necesitaba amortiguar con una impedancia de salida inferior a la DCR de la bobina, si quiero medir eso. La amplificación es la Q o la relación de impedancia de la señal.

Aquí tanto L como DCR se encuentran clasificando la serie C y la capacitancia de cuerda automática de la muesca SRF a 1 MHz. Su kilometraje variará.

Por lo general, desea probarlo en la región de frecuencia que se utilizará. Luego decida si desea agregar corriente de polarización de CC y AC acoplar la señal para aislarla de su fuente de alimentación de CC.

Normalmente, los medidores RLC usan una onda sinusoidal de corriente constante a 1 kHz hasta 1 MHz. Luego mida el voltaje y la fase para calcular RLC.