Pourquoi les multimètres numériques typiques ne mesurent-ils pas l'inductance?
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Même avec des circuits à prédominance numérique, j'utilise des inductances beaucoup plus souvent qu'auparavant, généralement à cause de tous les convertisseurs abaisseur ou élévateur (une carte récente dans laquelle j'ai été impliquée a 12 rails de tension différents - six d'entre eux sont nécessaires uniquement par le TFT. LCD).
Je n'ai jamais vu un multimètre numérique standard (DMM) avec une plage d'inductance. J'ai donc fini par acheter un compteur séparé qui effectue les mesures LC.
Cependant, beaucoup de multimètres numériques ont une échelle de capacité. Puisque les condensateurs et les inductances peuvent être considérés comme des images miroir les uns des autres avec une tension et un courant inversés, pourquoi les multimètres numériques ne comportent-ils pas également une échelle d'inductance? Pourquoi est-il si difficile de mesurer l'inductance que celle-ci soit laissée aux multimètres numériques et reléguée aux compteurs spécialisés?
Étant donné que les compteurs d'inductance sont généralement des compteurs LC (même LCR), mesurent-ils la capacité d'une manière différente de celle des multimètres numériques? Sont-ils plus précis que l'échelle de capacité d'un multimètre?
La seule raison pour laquelle les multimètres numériques ne peuvent pas mesurer les inductances est qu'il est plus difficile de mesurer l'inductance que la résistance ou la capacité: cette tâche nécessite des circuits spéciaux, ce qui n'est pas bon marché. Comme les mesures d'inductance sont rarement nécessaires, les multimètres numériques standard ne disposent pas de cette fonctionnalité, ce qui permet de réduire les coûts.
Les multimètres numériques simples peuvent mesurer la capacité en chargeant simplement le condensateur avec un courant constant et en mesurant le taux d'accumulation de tension. Cette technique simple fournit une précision étonnamment bonne et une plage dynamique étendue. Elle peut donc être mise en œuvre dans presque tous les multimètres numériques, sans pénalité significative en termes de coût. Il existe également d'autres techniques.
Théoriquement, on pourrait mesurer l'inductance en appliquant une tension constante aux bornes d'un inducteur et en mesurant l'accumulation de courant; Cependant, dans la pratique, cette technique est beaucoup plus compliquée à mettre en œuvre et la précision n'est pas aussi bonne que pour les condensateurs pour les raisons suivantes:
Les inducteurs peuvent avoir une résistance parasite et une capacité relativement élevées
Pertes dans le noyau (dans les inducteurs à noyau)
EMI (y compris inductance parasite et capacité)
Effets dépendants de la fréquence dans les inducteurs
Plus
Il existe peu de techniques de mesure des inductances (certaines sont décrites ici ).
Les LCR sont des compteurs spéciaux conçus pour les mesures d'inductance et contenant le circuit requis. Ce sont des outils coûteux.
Etant donné que le matériel de mesure de l'inductance peut également être utilisé pour une mesure précise de R et C, les LCR utilisent également ce circuit pour améliorer la précision des mesures de capacité et de résistance (par exemple: résistance AC, capacité AC, ESR, etc.). Je pense que la différence entre la mesure de l'inductance et de la capacité avec la LCR dépend simplement d'algorithmes de microprogrammes différents, bien qu'elle ne soit qu'une hypothèse.
Par conséquent, la réponse générale à votre question est "oui, les LCR sont généralement plus précis dans les mesures RC que les multimètres numériques, et ils peuvent mesurer une gamme plus large de quantités mesurables". Cependant, ceci n’est qu’une règle de base: il existe de nombreux super-multimètres numériques et médiocres LCR ... Lisez les spécifications.
Les compteurs LCR ne mesurent généralement que l'impédance complexe d'un dispositif en mesurant le rapport d'amplitude et le déphasage entre la tension et le courant à une fréquence de test donnée. Vous pouvez alors travailler à l'envers pour déterminer quelle combinaison de R et de C ou de R et de L vous avez besoin pour obtenir cette impédance. Un compteur LCR que j’ai utilisé éclairait un petit circuit représentatif sur l’écran avec une combinaison de résistances, de condensateurs et d’inductances, puis indiquait quel était l’effet dominant et quels étaient les parasites (par exemple, C ou L avec série parasite ou parallèle R).
alex.forencich
1
@ alex.forencich vous avez tout à fait raison, bien que la mesure des amplitudes et du déphasage ne soit qu'une des méthodes. En outre, comme vous l'avez dit, les valeurs rapportées dépendent du "modèle de circuit équivalent" utilisé par le microprogramme de LCR - c'est exactement ce que je voulais dire par "algorithme FW". Merci pour les clarifications.
Vasiliy
4
Les résistances sont très pures par rapport à une inductance dans la mesure où une résistance ordinaire possède une très faible quantité d'inductance et de capacité de fuite. La résistance à 99,9% du temps, domine la lecture.
Les condensateurs sont également relativement purs lorsqu'il est généralement nécessaire de monter des dispositifs en surface. L'inductance propre est assez faible et la résistance aux fuites et à l'ESR est la même. Là encore, la réactance capacitive sur une vaste gamme de valeurs domine une mesure et donne des résultats corrects avec des méthodes de test simples.
Les inducteurs sont une autre histoire. Il peut être difficile de séparer la RSE de la valeur réactive aux basses fréquences sauf si une mesure de résistance continue est également prise. La fréquence augmente également avec la fréquence en raison des effets cutanés et de proximité. À cela s’ajoute le problème posé par le fait qu’un composant enroulé a une capacité de fuite relativement élevée et que cette capacité peut donner des résultats erronés à mesure que vous vous approchez et montez au-delà de la fréquence de résonance propre, ce qui rend difficile la détermination de la valeur des inducteurs à l'aide de tests relativement simples. .
Peut-être plus important encore, le comportement des condensateurs est généralement dominé par leur capacité aux basses fréquences, même à l'approche de la constante; L'inductance de certains inducteurs peut dominer les effets parasites à une certaine fréquence, mais ce n'est pas la même fréquence pour chaque inducteur.
Supercat
0
Il est vrai que les inductances peuvent être des composants plus compliqués que des résistances ou des condensateurs. Mais la raison pour laquelle les multimètres numériques courants n’ont pas la mesure de L est probablement davantage à cause des forces du marché. En fait, jadis, j’avais eu un DMM bon marché avec une mesure de L, mais ma collection actuelle de DMM ne peut mesurer le L.
Vous pouvez mesurer tous les aspects d'un composant magnétique, comme une simple inductance ou un transformateur à enroulements multiples avec des dispositifs compliqués comme dans le lien de Vasili, ou acheter un simple LCR pour la mesure d'inductance telle que celle à 60 euros. Selon le manuel d’utilisation en ligne, il applique une sinusoïde de 250 Hz à l’inducteur à l’étude, en série avec une résistance. La résistance en série peut être sélectionnée avec le bouton d'échelle. Pour une explication plus détaillée, regardez par exemple ici.
En ce qui concerne la deuxième question d'OP, je ne pense pas que les compteurs à inductance soient des compteurs "LC". Cela suggérerait que ces mesures utilisent un circuit de résonance. La méthode la plus simple pour mesurer L ou C consiste à utiliser une résistance en série et un oscillateur basse fréquence. Un DMM bon marché et un LCR bon marché utiliseront tous les deux cette méthode. La précision avec DMM ou LCR sera donc similaire. Cependant, comme les inducteurs ont plus d’effets parasites que les condensateurs, comme la résistance, le flux de fuite, la saturation, la non-linéarité, l’hystérésis, les courants de Foucault, la fréquence dépendante de mu, la simple mesure de l’inductivité peut ne pas vous suffire.
Les résistances sont très pures par rapport à une inductance dans la mesure où une résistance ordinaire possède une très faible quantité d'inductance et de capacité de fuite. La résistance à 99,9% du temps, domine la lecture.
Les condensateurs sont également relativement purs lorsqu'il est généralement nécessaire de monter des dispositifs en surface. L'inductance propre est assez faible et la résistance aux fuites et à l'ESR est la même. Là encore, la réactance capacitive sur une vaste gamme de valeurs domine une mesure et donne des résultats corrects avec des méthodes de test simples.
Les inducteurs sont une autre histoire. Il peut être difficile de séparer la RSE de la valeur réactive aux basses fréquences sauf si une mesure de résistance continue est également prise. La fréquence augmente également avec la fréquence en raison des effets cutanés et de proximité. À cela s’ajoute le problème posé par le fait qu’un composant enroulé a une capacité de fuite relativement élevée et que cette capacité peut donner des résultats erronés à mesure que vous vous approchez et montez au-delà de la fréquence de résonance propre, ce qui rend difficile la détermination de la valeur des inducteurs à l'aide de tests relativement simples. .
la source
Il est vrai que les inductances peuvent être des composants plus compliqués que des résistances ou des condensateurs. Mais la raison pour laquelle les multimètres numériques courants n’ont pas la mesure de L est probablement davantage à cause des forces du marché. En fait, jadis, j’avais eu un DMM bon marché avec une mesure de L, mais ma collection actuelle de DMM ne peut mesurer le L.
Vous pouvez mesurer tous les aspects d'un composant magnétique, comme une simple inductance ou un transformateur à enroulements multiples avec des dispositifs compliqués comme dans le lien de Vasili, ou acheter un simple LCR pour la mesure d'inductance telle que celle à 60 euros. Selon le manuel d’utilisation en ligne, il applique une sinusoïde de 250 Hz à l’inducteur à l’étude, en série avec une résistance. La résistance en série peut être sélectionnée avec le bouton d'échelle. Pour une explication plus détaillée, regardez par exemple ici.
En ce qui concerne la deuxième question d'OP, je ne pense pas que les compteurs à inductance soient des compteurs "LC". Cela suggérerait que ces mesures utilisent un circuit de résonance. La méthode la plus simple pour mesurer L ou C consiste à utiliser une résistance en série et un oscillateur basse fréquence. Un DMM bon marché et un LCR bon marché utiliseront tous les deux cette méthode. La précision avec DMM ou LCR sera donc similaire. Cependant, comme les inducteurs ont plus d’effets parasites que les condensateurs, comme la résistance, le flux de fuite, la saturation, la non-linéarité, l’hystérésis, les courants de Foucault, la fréquence dépendante de mu, la simple mesure de l’inductivité peut ne pas vous suffire.
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