1 低Q電感測量的誤差分析
對實(shí)際傳感中低Q電感測量,經(jīng)常碰到一些電感,雖然直流電阻不大,但由于交流損耗電阻極大,而Q值極低,有的Q值在O.5以下。在測量時(shí),由于電感線圈Q值很低,不易使電橋達(dá)到平衡的情況下,所測得的電感數(shù)值將
發(fā)生較大的誤差。
(1) 常用測量電感電路一
為L-tgδ電橋,調(diào)節(jié)電橋達(dá)到平衡:
等式兩邊實(shí)數(shù)和虛數(shù)項(xiàng)分別相等,則:
(2) 常用測量電感電路二
圖2為L-R電橋,當(dāng)電橋平衡時(shí):
(3) 常用測量電感電路三
是一種最為常見的L-C電橋電路,這種L-C電橋的低Q收斂性較差,在測量時(shí)可能得到虛假平衡。圖3 中,可調(diào)節(jié)R2和Rs,替調(diào)節(jié)R1時(shí)Rs使電橋平衡時(shí):
他可直讀Lx和Qx而稱之為L-Q電橋,L-Q電橋低Q時(shí)收斂性較差。Q《O.5時(shí)就無法平衡。這是因?yàn)檎{(diào)節(jié)Rs時(shí)只改變橋路不平衡電壓的實(shí)數(shù)部分,調(diào)節(jié)R2時(shí)則同時(shí)改變不平衡電壓的實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分;但低Q時(shí),調(diào)節(jié)R2則對虛數(shù)部分的改變作用極少,因此收斂性很差。當(dāng)Rs和R2的調(diào)節(jié)分辨率低時(shí),可能給出虛假平衡而得到錯(cuò)誤讀數(shù)。
2 低Q電感的測量方法
小電感(例如射頻線圈)在任何低頻電橋上進(jìn)行測量都很困難,因?yàn)樵跍y試頻率(比他們的工作頻率可能小數(shù)千倍)下,其值很低,這樣的電感在低頻時(shí)電阻成分占優(yōu)勢,因此需要更精確的測量步驟。
隨著被測元件Q值的降低,電橋平衡與損耗平衡調(diào)節(jié)之間的互依賴愈來愈顯著,也就是說電橋的收斂性愈來愈壞,因此測量頻率最好在10 kHz以下進(jìn)行。在這個(gè)頻率下線圈的Q值約為1 kHz的10倍。
對于最為常用的L-Q電橋測量傳感中的低Q值電感,采用下列辦法可解決低Q測量的困難。他能給出第一次近似平衡,其精度較高。
(1)對應(yīng)不同的Rs值,分別調(diào)節(jié)R2至不平衡電壓為最小,求得一系列讀數(shù),取出其中對應(yīng)于各次獲得的最小不平衡電壓中的最低者的讀數(shù),即為測試結(jié)果。
(2)可先調(diào)節(jié)Rs使不平衡電壓為最小,然后左右手同時(shí)調(diào)節(jié)R2和Rs(按同一方向調(diào)節(jié),即使之間同時(shí)增大或同時(shí)減小)以繼續(xù)減小不平衡電壓,調(diào)節(jié)Rs,如此反復(fù),直至不平衡電壓接近零,這樣有助于收斂。
(3) 可提高Rs和Rs調(diào)節(jié)分辨率,雖然Q值測量準(zhǔn)確度要求不高,因而相應(yīng)對Rs的讀數(shù)準(zhǔn)確度要求也低,但為了求得真正的平衡,對Rs調(diào)節(jié)分辨率的要求應(yīng)比其準(zhǔn)確度的要求高得多。
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