LCR-Meter - LCR meter

Handheld-LCR-Messgerät
Tisch-LCR-Messgerät mit 4-Draht- Halterung ( Kelvin- Abtastung )

Ein LCR-Meter ist eine Art elektronisches Testgerät, das verwendet wird, um die Induktivität (L), die Kapazität (C) und den Widerstand (R) eines elektronischen Bauteils zu messen . In den einfacheren Versionen dieses Instruments wurde die Impedanz intern gemessen und zur Anzeige in den entsprechenden Kapazitäts- oder Induktivitätswert umgerechnet. Die Messwerte sollten einigermaßen genau sein, wenn das zu prüfende Kondensator- oder Induktorgerät keine signifikante Widerstandskomponente der Impedanz aufweist. Fortschrittlichere Designs messen die wahre Induktivität oder Kapazität sowie den äquivalenten Serienwiderstand von Kondensatoren und den Q-Faktor induktiver Komponenten.

Betrieb

Üblicherweise wird die zu testende Vorrichtung (DUT) mit einer ausgesetzt AC - Spannungsquelle . Das Messgerät misst die Spannung über und den Strom durch das DUT. Aus dem Verhältnis dieser Werte kann das Messgerät die Höhe der Impedanz bestimmen. Der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom wird auch in fortgeschritteneren Instrumenten gemessen; in Kombination mit der Impedanz können die äquivalente Kapazität oder Induktivität und der Widerstand des DUT berechnet und angezeigt werden. Der Zähler muss für diese beiden Elemente entweder ein Parallel- oder ein Serienmodell annehmen. Ein idealer Kondensator hat keine anderen Eigenschaften als die Kapazität, aber es gibt keine physikalischen idealen Kondensatoren. Alle echten Kondensatoren haben eine kleine Induktivität, einen kleinen Widerstand und einige Defekte, die Ineffizienz verursachen. Diese können als Induktivität oder Widerstand in Reihe mit dem idealen Kondensator oder parallel dazu angesehen werden. Und so auch bei Induktivitäten. Auch Widerstände können konstruktionsbedingt Induktivität (besonders wenn sie drahtgewickelt sind) und Kapazität aufweisen. Die nützlichste und üblicherweise angenommene Annahme ist, dass bei LR-Messungen die Elemente in Reihe geschaltet sind (wie es notwendigerweise bei einer Spule einer Induktivität der Fall ist) und dass bei CR-Messungen die Elemente parallel sind (wie es notwendigerweise zwischen den Kondensatoren der Fall ist). Platten'). Leckage ist ein Sonderfall bei Kondensatoren, da die Leckage notwendigerweise über die Kondensatorplatten, dh in Reihe, erfolgt.

Ein LCR-Meter kann auch verwendet werden, um die Induktivitätsänderung in Bezug auf die Rotorposition in Permanentmagnetmaschinen zu messen. (Es ist jedoch Vorsicht geboten, da einige LCR-Messgeräte durch die erzeugte EMF beim Drehen des Rotors eines Permanentmagnetmotors beschädigt werden, insbesondere solche, die für die Messung von elektronischen Komponenten bestimmt sind.)

Handheld-LCR-Messgeräte haben typischerweise wählbare Testfrequenzen von 100 Hz, 120 Hz, 1 kHz, 10 kHz und 100 kHz für Spitzenmessgeräte. Die Anzeigeauflösung und die Messbereichskapazität ändern sich typischerweise mit der angelegten Testfrequenz, da die Schaltung für eine gegebene Komponente (dh eine Induktivität oder einen Kondensator) empfindlicher oder weniger empfindlich ist, wenn sich die Testfrequenz ändert.

Benchtop-LCR-Messgeräte haben manchmal wählbare Testfrequenzen von mehr als 100 kHz, wobei das High-End-Keysight E4982A bis zu 3 GHz arbeitet. Sie beinhalten oft die Möglichkeit, das AC-Messsignal mit einer Gleichspannung oder einem Gleichstrom zu überlagern. Low-End-Zähler bieten möglicherweise die Möglichkeit, diese DC-Spannungen oder -Ströme extern zu liefern, während High-End-Geräte sie intern liefern können. Darüber hinaus ermöglichen Tischmessgeräte typischerweise die Verwendung spezieller Vorrichtungen (dh Kelvin-Verdrahtung, dh 4-Draht-Verbindungen ), um SMD- Komponenten, Luftspulen oder Transformatoren zu messen .

Brückenschaltungen

General Radio Modell 716-C Kapazitätsbrücke. Dieses Modell wurde erstmals Anfang der 1940er Jahre hergestellt und blieb während der 1950er und 1960er Jahre in Produktion.

Induktivität, Kapazität, Widerstand und Verlustfaktor (DF) können auch durch verschiedene Brückenschaltungen gemessen werden . Sie beinhalten das Einstellen von variabel kalibrierten Elementen, bis das Signal an einem Detektor null wird, anstatt Impedanz und Phasenwinkel zu messen.

Frühe kommerzielle LCR-Brücken verwendeten eine Vielzahl von Techniken, die das Anpassen oder "Annullieren" von zwei Signalen beinhalteten, die von einer einzigen Quelle abgeleitet wurden. Das erste Signal wurde durch Anlegen des Testsignals an das Unbekannte erzeugt und das zweite Signal wurde unter Verwendung einer Kombination von R- und C-Standards mit bekanntem Wert erzeugt. Die Signale wurden durch einen Detektor (normalerweise ein Panelmeter mit oder ohne Verstärkung) summiert. Wenn ein Nullstrom festgestellt wurde, indem der Wert der Standards geändert und im Schalttafelmesser nach einer "Null" gesucht wurde, konnte angenommen werden, dass die Stromstärke durch die Unbekannte gleich der des Standards war und dass die Phase genau die umgekehrt (180 Grad auseinander). Die Kombination von ausgewählten Standards konnte so angeordnet werden, dass C und DF direkt ausgelesen wurden, was der genaue Wert des Unbekannten war.

Ein Beispiel für diese Art von Messgerät sind die Kapazitätsbrücken Modell 1620 und 1621 von GenRad /IET Labs.

Siehe auch

Verweise

Externe Links