Аналоговые измерители индуктивности и емкости

Эти измерения выполняются одним измерительным прибором, который называется кумегром. В состав куметра (рис. 6.2.4) входят:

• • генератор синусоидального напряжения (FG), частоту которого можно изменять в широких пределах;
• • резистор R0 с малым известным сопротивлением;
• • набор (магазин) индуктивных катушек (/.()) с известной индуктивностью;
• • магазин конденсаторов (СО), емкость которых известна и может изменяться дискретно и плавно оператором;
• • вольтметр переменного напряжения, который позволяет регистрировать изменение напряжения на конденсаторе.

Для измерения индуктивности используют метод, который реализуется в схеме на рис. 6.2.4. Катушку индуктивности L_x включают последовательно с С₀ и R₀ в колебательный контур. Электрическая энергия от генератора FG поступает в контур через резистор R_u, имеющий малое сопротивление для обеспечения большой добротности колебательного контура Q.

Изменением частоты генератора и подбором емкости магазина С₀ по признаку наибольшего напряжения на конденсаторе получают в контуре режим резонанса напряжения. На рис. 6.2.4 показана амплитудно-частотная характеристика для иллюстрации.

АЧХ куметра благодаря большой добротности имеет острый максимум, что позволяет произвести точную настройку в режим резонанса напряжения.

Рис. 6.2.4. К принципу действия куметра при измерении индуктивности L_x

(EWB).

В куметре АЧХ нс выводится. Поэтому оператору приходится действовать последовательными приближениями, добиваясь максимальной амплитуды напряжения на конденсаторе. Известные параметры С₀ и /_[н>| позволяют определить искомую индуктивность:

В примере имеем: L_x = 1/[(2л:-2,251) — 2- 5 -10 ⁶] = 1мГн.

При измерении емкости на место катушки L_x включают катушку L₀ с известной индуктивностью. После настройки в режим резонанса по известным значениям С₀, Ь₀ и / определяют искомое значение С_х.

Добротность последовательного колебательного контура Q равна отношению напряжения на реактивном U_c0 и активном U_R0 элементах: