¿Por qué los multímetros digitales típicos no miden la inductancia?

Incluso con circuitos predominantemente digitales, estoy usando inductores con mucha más frecuencia de lo que solía hacerlo, generalmente debido a todos los convertidores buck o boost (una placa reciente en la que estuve involucrado tiene 12 rieles de voltaje diferentes, seis de ellos necesarios solo para el TFT LCD)

Nunca he visto un multímetro digital estándar (DMM) con un rango de inductancia. Así que terminé comprando un medidor separado que realiza mediciones de LC.

Sin embargo, muchos DMM tienen una escala de capacitancia. Dado que los condensadores e inductores pueden considerarse imágenes especulares entre sí con voltaje y corriente invertidos, ¿por qué los DMM no incluyen también una escala de inductancia? ¿Qué tiene de difícil medir la inductancia que se deja fuera de los DMM y se relega a medidores especializados?

Dado que los medidores de inductancia son usualmente medidores LC (incluso LCR), ¿miden la capacitancia de una manera diferente a los DMM? ¿Son más precisos que la escala de capacitancia de un DMM?

La única razón por la que los DMM no pueden medir inductancias es porque es más difícil medir la inductancia que la resistencia o la capacitancia: esta tarea requiere un circuito especial, que no es barato. Dado que hay relativamente pocas ocasiones en las que se requieren mediciones de inductancia, los DMM estándar no tienen esta funcionalidad, lo que permite un menor costo.

Los DMM simples pueden medir la capacitancia simplemente cargando el capacitor con una corriente constante y midiendo la tasa de acumulación de voltaje. Esta técnica simple proporciona una precisión sorprendentemente buena y un amplio rango dinámico, por lo tanto, se puede implementar en casi cualquier DMM, sin penalizaciones significativas de costos. También hay otras técnicas.

Teóricamente, uno podría medir la inductancia aplicando un voltaje constante a través de un inductor y midiendo la acumulación de corriente; sin embargo, en la práctica, esta técnica es mucho más complicada de implementar, y la precisión no es tan buena como para los condensadores debido a las siguientes razones:

• Los inductores pueden tener resistencia y capacidad parasitaria relativamente altas
• Pérdidas de núcleo (en inductores con núcleo)
• EMI (incl. Inductancia y capacitancia parásitas)
• Efectos dependientes de frecuencia en inductores
• Más

Existen pocas técnicas para medir inductancias (algunas de ellas se describen aquí ).

Los LCR son medidores especiales diseñados para mediciones de inductancia y que contienen los circuitos necesarios. Estas son herramientas costosas.

Dado que el hardware para medir la inductancia también puede usarse para una medición precisa de R y C, los LCR también emplean este circuito para mejorar la precisión de las mediciones de capacitancia y resistencia (por ejemplo: resistencia de CA, capacitancia de CA, ESR, etc.). Creo que la diferencia entre medir la inductancia y la capacitancia con LCR es solo una cuestión de diferentes algoritmos de firmware, aunque es solo una suposición.

Por lo tanto, la respuesta general a su pregunta es "sí, los LCR suelen ser más precisos en las mediciones de RC que los DMM, y pueden medir un rango más amplio de cantidades medibles". Sin embargo, esto es solo una regla general: hay muchos DMM excelentes y LCR pésimos por ahí ... Lea las especificaciones.

Las resistencias son muy puras en comparación con un inductor, ya que una resistencia común típica tiene una cantidad muy pequeña de inductancia y capacitancia de fuga. La resistencia en el 99.9% del tiempo, domina la lectura.

Los condensadores también son razonablemente puros cuando se trata de dispositivos de montaje en superficie normalmente. La auto inductancia es bastante baja y lo mismo ocurre con la resistencia a las fugas y la VSG. Nuevamente, la reactancia capacitiva en una vasta franja de valores domina una medición y brinda resultados decentes con métodos de prueba simples.

Los inductores son una historia diferente. Puede ser difícil separar la ESR del valor reactivo a bajas frecuencias a menos que también se tome una medida de resistencia de CC. La ESR también aumenta con la frecuencia debido a los efectos de la piel y la proximidad. A esto se agrega el problema de que un componente de la herida tiene una capacitancia de fuga relativamente alta y esta capacitancia puede arrojar una lectura a medida que se acerca y sube por encima de los inductores de frecuencia de autorresonación, lo que hace que sea difícil determinar su valor con pruebas relativamente simples. .

Es cierto que los inductores pueden ser componentes más complicados que las resistencias o condensadores. Pero la razón por la cual los DMM comunes no tienen medición de L es probablemente más debido a las fuerzas del mercado. En realidad, una vez tuve un DMM barato con medición de L, pero mi colección actual de DMM no puede medir L.

Puede medir todos los aspectos de un componente magnético como un inductor simple o un transformador de devanado múltiple con dispositivos complicados como en el enlace de Vasili, o comprar un LCR simple solo para la medición de inductancia como esta cosa de 60 euros. Según el manual del usuario en línea, aplica un seno de 250 Hz al inductor bajo investigación, en serie con una resistencia. La resistencia en serie se puede seleccionar con la perilla de escala. Para una explicación más detallada, mira, por ejemplo, aquí.

En cuanto a la segunda pregunta de OP, no creo que los medidores de inductancia sean medidores "LC". Eso sugeriría que estos miden utilizando un circuito de resonancia. El método más simple para medir L o C es con una resistencia en serie y un oscilador de baja frecuencia. Un DMM barato y un LCR barato utilizarán este método. Por lo tanto, la precisión con DMM o LCR será similar. Sin embargo, debido a que los inductores tienen más efectos parásitos que los condensadores, como resistencia, flujo de fuga, saturación, no linealidad, histéresis, corrientes parásitas, frecuencia dependiente de mu, la simple medición de la inductividad puede no ser suficiente para usted.