Методы измерения параметров катушек индуктивности. Сравнительные характеристики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Измерители индуктивности и емкости широко применяются во многих отраслях промышленности и в быту. В основном, измеритель индуктивности и емкости - это малогабаритный прибор, имеющий низкую точность или цифровой прибор с высокой точностью, но имеющий большие габариты.
В настоящий момент на рынке средств измерения присутствует достаточное количество измерителей RLC, отличающихся как ценой, так и функциональными возможностями.
Выбор средства измерения должен осуществляться в каждом конкретном случае по-разному.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели измерителя параметров катушек индуктивности должны соответствовать следующим параметрам: низкая себестоимость, малые габаритные размеры, малое собственное потребление, оптимальные метрологические характеристики. ...

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Методы измерения параметров катушек индуктивности 5
1.1 Метод вольтметра – амперметра 5
1.2 Мостовой метод измерения параметров катушек индуктивности 6
1.3 Резонансные измерители индуктивностей. 8
2 Средства измерений параметров катушек индуктивности 9
2.1 Цифровые и электромеханические амперметры и вольтметры 9
2.2 Многофункциональные измерительные приборы 11
2.3 Мультиметры 11
2.4 LC - метры 12
2.5 Многофункциональные RLC измерители 13
3. Производители средств измерений индуктивности и их краткая характеристика 14
3.1 Завод Вибратор. 14
3.2 ОАО «МНИПИ» 15
3.3 Фирма Lumel 16
3.4 Компания PRECISION MASTECH ENTERPRISES COMPANY 16
3.5 Группа компаний UNI-T 17
4 Номенклатура выпускаемых измерителей индуктивности и их обобщённая характеристика 18
4.1 Мультиметры 18
4.2Мостовые измерители 20
4.3 RLC измерители 21
4.4 LC – метры 22
4.5 АКИП — современные измерители RLC_параметров 22
5 Актуальные измерители параметров индуктивности 24
6 Сравнительные характеристики некоторых цифровых измерителей 26
Заключение 27
Список использованных источников 28

Катушки индуктивности (КИ) широко применяются в большинстве электротехнических и радиоэлектронных устройств. Они являются обязательными и основными компонентами реле, контакторов [1].
Область применения катушек индуктивности:
- катушки индуктивности (совместно с конденсаторами и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п.;
- катушки индуктивности используются в импульсных стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения;
- две и более индуктивно связанные катушки образуют трансформатор;
- катушка индуктивности, питаемая импульсным током от транзисторного ключа, иногда применяется в качестве источника высокого напряжения небольшо й мощности в слаботочных схемах, когда создание отдельного высокого питающего напряжения в блоке питания невозможно или экономически нецелесообразно;
- катушки используются также в качестве электромагнитов — исполнительных механизмов;
- катушки применяются в качестве источника энергии для нагрева индуктивно-связанной плазмы, а также её диагностики.
- для радиосвязи — приёма электромагнитных волн, редко — для излучения:
- ферритовая антенна
- рамочная антенна, кольцевая антенна
- DDRR
- индукционная петля
- для разогрева электропроводящих материалов в индукционных печах.
- как датчик перемещения: изменение индуктивности катушки может изменяться в широких пределах при перемещении ферромагнитного сердечника относительно обмотки.
- катушка индуктивности используется в индукционных датчиках магнитного поля в индукционных магнитометрах
- для создания магнитных полей в ускорителях элементарных частиц, магнитного удержания плазмы, в научных экспериментах, в ядерно-магнитной томографии. Мощные стационарные магнитные поля, как правило, создаются сверхпроводящими катушками.
- для накопления энергии.

Напряжение разбаланса усиливается транзисторным усилителем, нагруженным на телефоны Тф. Двойной Т-образный RC-фильтр, настроенный на частоту 2F ≈ 2 кГц, подавляет вторую гармонику колебаний источника, что облегчает уравновешивание моста и приводит к снижению погрешности измерения.1.3 Резонансные измерители индуктивностей. Резонансные методы дают возможность проводить измерения параметров высокочастотных катушек индуктивности в диапазоне их рабочих частот. Рисунок 1.4 - Резонансная схема измерения индуктивностей с отсчётом по шкале генератораИсследуемая катушка индуктивности включается в генератор высоких частот как элемент его колебательного контура. При этом индуктивность Lx можно определить на основании показаний частотомера, который измеряют частоту колебаний генератора [5].Измерениеотносительно больших индуктивностей, имеющих значительную собственную ёмкость CL, проводят на пределах с малой ёмкостью Со, и, наоборот, измерение малых индуктивностей производятна пределах с большой ёмкостью Со при невыгодном отношении Lx/Cо и малом резонансном напряжении на контуре.2 Средства измерений параметров катушек индуктивностиДля того чтобы измерить индуктивность катушки, используют следующие амперметр, вольтметр и частотометр, LC-метр, мультиметр.2.1 Цифровые и электромеханические амперметры и вольтметрыПрименяются при косвенном вольт-амперном методе измерения индуктивности. Электромеханические амперметры широко используются в промышленности и в лабораторных условиях (рисунок 2.1).Рисунок 2.1 – Электромеханические амперметрыЦифровые амперметры (ЦА) это наиболее современный вид амперметров, который внешне выделяется способом отображения результатов измерения. ЦА выпускаются в различных конструктивных и эксплуатационных вариантах (рисунок 2.2).Рисунок 2.2 –Цифровые амперметрыБолее развитая структура цифровых амперметров представлена на рисунке 2.3.Рисунок. 2.3 - Структура цифрового амперметра с микроконтроллеромВажной особенностью структуры является наличие микроконтроллера, который выполняет две укрупнённые функции: обработка сигналов (кодов), поступающих с АЦП, и управление структурными ресурсами. Не считая АЦП, таких ресурсов в общем случае три: ЦОУ, устройство регистрации (УР) результатов измерений и устройство трансляции (УТ) данных (результаты измерений, время измерений и др.) удалённому потребителю. В более простых исполнениях один или даже два из указанных устройств может отсутствовать.Вольтметры – приборы, предназначенные для измерений напряжений или электродвижущей силы (ЭДС) на участках электрических цепей. При этом прибор подключается к нагрузке параллельноПо конструкции, сфере использования, точности измерения и другим показателям вольтметры классифицируют следующим образом.1) По принципу действия вольтметры бывают электромеханические (чаще всего встречаются магнитоэлектрические и электромагнитные) и электронные (цифровые и аналоговые).2) По назначению – импульсные, постоянного и переменного тока и другие.3) По способу применения: щитовые (встроенные) и переносные.Рисунок 2.4 – Электромеханические вольтметры2.2 Многофункциональные измерительные приборы2.1 МультиметрыВсе мультиметры делятся на стрелочные (аналоговые) и цифровые. Из названий вполне понятно, что у первых есть шкала и стрелка, по которым определяются необходимые параметры, а вторые все это выводят на экран. В современных моделях цифровых мультиметров имеется функции:проверки полупроводниковых приборов;генерации тестового сигнала;графического отображения формы сигнала на некоторых моделях;таймера выключения питания;подсветки дисплея;автоматического выбора пределов измерений, фиксации показаний. Некоторые устройства удерживают измеренное показание при нажатии определенной кнопки, другие же работают так, что любое отличное от нуля значение фиксируется;Рисунок 2.5 – Аналоговый мультиметрРисунок 2.6 – Цифровой мультиметр2.2 LC - метрыПрибор LC - метр образуется от сокращенных названий измеряемых единиц. То есть это прибор для измерения индуктивности и емкости.При измерении индуктивности катушек принцип работы прибора основан на явлении самоиндукции.Рисунок 2.7 – LC - метр2.3 Многофункциональные RLC измерителиИзмерители предназначены для проведения измерений сопротивления, емкости, индуктивности, тангенса угла потерь, добротности, комплексного сопротивления и фазового сдвига. Базовая погрешность измерений составляет ±0,05%.Измерители имеют функции программирования режимов, ручного или автоматического выбора диапазона измерений, что дает возможность выполнять измерения широкой номенклатуры пассивных компонентов электрических схем.Рисунок 2.8 – Внешний вид измерителя АКИП 3. Производители средств измерений индуктивности и их краткая характеристикаТаблица 3.1 – Перечень и характеристики производителей средств измерений№№Название фирмы/ Страна / ГородНоменклатура выпускаемых изделийВеб-сайт1Вибратор/ Россия / Санкт-ПетербургИзмерительные преобразователи, цифровые щитовые измерительные приборы, многоканальные электронные регистраторы, анализаторы качества электроэнергии и др.http://www.vbrspb.ru/3ОАО «Электроприбор»/ Россия/ ЧебоксарыЦифровые и аналоговые измерительные приборы, преобразователи измерительные постоянного и переменного тока, измерительные трансформаторы и шунтыwww.elpribor.ru4КонтрАвт/ Россия/ Нижний НовгородАСУ ТП, измерительные преобразователи, безбумажные регистраторы, счётчики, реле времени и др.http://www.contravt.ru/?id=124225Sinometer Instruments/КитайИзмерительные преобразователи и приборы для измерений в электросетяхhttp://www.sinometer.comPRECISION MASTECH ENTERPRISES COMPANY/ Гонконгбытовые контрольно-измерительные приборы: аналоговые и цифровые мультиметры, токоизмерительные клещи, лабораторные блоки питания, а так же широкий спектр специализированных приборовwww. Mastech.ruUNI-T / Китайразработчик и производитель измерительного оборудованияhttp://uni-t.msk.ru/2.1 Завод Вибратор.АО “Приборостроительный завод «ВИБРАТОР» - ведущее предприятие России в области приборостроения. 85 лет завод разрабатывает и производит приборы и комплексы для контроля и управления сложными технологическими процессами в различных отраслях промышленности.В течение многих лет завод выпускает средства измерения и приборы контроля для судостроительной и железнодорожной промышленностей, а также для ВПК.Номенклатура выпускаемой продукции включает:электронные регистраторы (безбумажные самописцы) REGIGRAF;одноканальные и многоканальные средства измерения с функциями и параметрами: приборы измерения и контроля параметров технологических процессов;приборы сигнализации и регулирования;средства с возможностью перепрограммирования;средства с системным интерфейсом и без него;цифровые и дискретно-аналоговые индикаторы;измерительные преобразователи;синхроноскопы;промышленные видеомониторы;низковольтное щитовое оборудование;диспетчерские мозаичные панели.2.2 ОАО «Электроприбор»ОАО «Электроприбор» — производитель аналоговых и цифровых щитовых электроизмерительных приборов постоянного и переменного тока. Номенклатура завода включает вольтметры, амперметры, ватт– и варметры, измерительные преобразователи тока, напряжения, мощности и частоты, а также многофункциональные средства измерений. Также на заводе производится серия вспомогательных изделий, которые предназначаются для расширения диапазона измерений по току и напряжению — шунтов, трансформаторов, добавочных сопротивлений. На сегодняшний день изготавливаются приборы магнитоэлектрической, магнитоэлектрической с выпрямителем и электромагнитной систем для измерения тока и напряжения, приборы с электронными преобразователями для измерения частоты, активной или реактивной мощности, коэффициента мощности; индикаторы; приборы для оснащения учебных кабинетов; широкая гамма цифровых приборов, измерительные преобразователи, вспомогательные части к приборам – шунты, добавочные сопротивления и трансформаторы тока. Всего ОАО "Электроприбор" выпускает более 100 наименований приборов.2.3 Фирма LumelПродукция компании Sinometer Instruments, в том числе цифровые мультиметры, представлена более чем в пятидесяти странах мира..Электроизмерительные приборы комбинированного типа компании Sinometer отличаются массой достоинств:высокой точностью измерений;простой эксплуатацией;современным дизайном;компактными размерами («карманные» приборы);универсальностью;оперативностью измерений;доступной стоимостью;высоким качеством исполнения, долговечностью и надежностью.Данное оборудование представляет собой новое поколение устройств, объединяющих функции амперметра, вольтметра и омметра. 2.4 Компания PRECISION MASTECH ENTERPRISES COMPANYКомпания PRECISION MASTECH ENTERPRISES COMPANY (Гонконг) - ведущий производитель измерительных приборов различного назначения и источников питания - была образована в 1987 году. Компания специализируется на производстве высококачественных бытовых контрольно-измерительных приборах: аналоговые и цифровые мультиметры, токоизмерительные клещи, лабораторные блоки питания, а так же широкий спектр специализированных приборов.Компания Mastech (Мастек) активно внедряет новые мировые технологии и достижения в производстве измерительных приборов и материалов. При производстве огромное внимание уделяется качеству выпускаемых измерительных приборов. Поэтому департамент качества компании Mastech(Мастек) осуществляет двойной контроль своей продукции: входной контроль электронных компонентов и материалов и полный 100% выходной контроль готовых приборов. 2.5 Группа компаний UNI-TГруппа компаний UNI-T является лидером в производстве измерительного оборудования во всем Азиатском регионе. За 20 лет своей деятельности компанией разработана и выпущена под маркой UNI-T широкая номенклатура продукции: автомобильные тестеры, приборы для измерения различных физических величин (пирометры, люксметры, термоанемометры, шумомеры), цифровые мультиметры различных серий с ручным и автоматическим выбором диапазонов измерений, портативные и настольные осциллографы,тестеры параметров электрических цепей и оборудования ( HYPERLINK "http://uni-t.msk.ru/electricheskie_testeru_uni_t.html" мегаоометры, тестеры УЗО), токоизмерительные клещи.3 Номенклатура выпускаемых измерителей индуктивности и их обобщённая характеристика3.1 Мультиметры3.1.1 MASTECH M830B2 измерения в секунду;постоянное напряжение 0,1 мВ — 600В;переменное напряжение 0,1 — 600В;постоянный ток – 200мА — 10А;частоты 40-400 Гц;сопротивление 0,1 Ом — 2 МОм;питания – 9В батарея;вес 180 г;индикация заряда батареи;3.1.2 UNI-T UT 60 Cостоянное напряжение 400 мВ — 1000В;переменное напряжение 4 — 1000В;постоянный ток – 400мА — 10А;частоты 40Гц — 10МГц;сопротивление 400 Ом — 40 МОм;погрешность 1-2,5%;вес 180 г;подсветка дисплея, ударопрочный корпус;1929765-4838703.1.3 DT-838 / DT-8323,5-разрядный дисплей;постоянное напряжение 200 мВ — 1000 В;переменное напряжение 200 — 750 В;постоянный ток – 200 мкА – 20 А;сопротивление 200 Ом — 2 МОм;погрешность до 1%;3.1.4 Kemot KT303,5-разрядный дисплей;постоянное напряжение 200 мВ — 500 В;переменное напряжение 200-500 В;постоянный ток – 200 мА – 10 А;сопротивление 200 Ом — 20 МОм;погрешность до 1,2%;3.1.5 Fluke 28-IIпостоянное напряжение 0,1 мВ — 1000В;переменное напряжение 0,1мВ — 1000В;постоянный ток – 0,1мкА — 10А;сопротивление 0,1 Ом — 50 МОм;температура от -200 до +1090 градусов;питания – три батареи АА;вес 698 г;подсветка, гистограмма, удержание показаний, пыле- и влагозащита, ударопрочность;Мостовые измерители3.2.1 UT611 мостовой измеритель LCR импеданса UNI-TМостовой RLC-измеритель UT611 предназначен для измерения индуктивности, емкости, сопротивления. Также прибор измеряет добротность, тангенс угла потерь, угол сдвига фаз, комплексное сопротивление (импеданс).Дойной цифровой ЖК-дисплейРазрядность: 6 000 отсчетов - основной и 1 000 отсчетов – дополнительныйАвтоматическая идентификация типа компонента и предела измеренияТипы измерений: Ls/Lp, Cs/Cp, Rs/Rp, D, Q, фаза, импедансИндуктивность: 0,1 мкГн … 200 Гн; наилучшая погрешность ±0,4% ±2 единиц счетаЕмкость:  0,1 пФ … 10 000 мкФ; наилучшая погрешность ±0,4% ±2 единиц счетаСопротивление:  0,01 Ом … 20 МОм; наилучшая погрешность ±0,4% ±2 единиц счетаДополнительный дисплей: тангенс угла потерь, добротность, угол сдвига фаз, %Режим одиночных измерений R/C/L/DCRИзмерения по постоянному и переменному токуЧастоты измерений: 100 Гц, 120 Гц, 1 кГц, 10 кГцВозможность выбора частоты измеренийВыбор режимов последовательного или параллельного подключенияРежим сравнительных измерений (сортировка)Внутренняя память данных: 1000 измеренийКалибровка: по разомкнутой и короткозамкнутой цепиФиксация показанийПодсветка дисплеяАвтоотключение питания: через ~ 5 минут отсутствия активностиАналоговая шкала3.2.2 MS5308 мостовой измеритель LCR, ESR MastechМостовой RLC-измеритель MS5308 предназначен для измерения индуктивности, емкости, сопротивления. Также прибор измеряет добротность, тангенс угла потерь, угол сдвига фаз, комплексное сопротивление  (импеданс) и эквивалентное последовательное (ESR)  и параллельное (EPR) сопротивление компонентов.