Kasutaja:Zimzu/LCR meeter

Kaasaskantav LCR meeter.

LCR meeter on mõõteriist, mille abil on võimalik mõõta elektroonikakomponendi ja elektriahela induktiivsust(L), mahtuvust(C) ning takistust(R). Enamasti leiab mõõteriist komponendi impedantsi, ning teades mõõtmiseks kasutatud elektrisignaali parameetreid, arvutab sellele vastava induktiivsuse või mahtuvuse. Võimekamad seadmed suudavad ka mõõta mõõtmiseks kasutatud signaali faasinihet, tänu millele suudavad nad leida ka lihtsamate takistist, induktiivpoolist ja kondensaatorist koosnevate elektriahelate või võnkeringide vastavaid parameetreid .

Ajalugu

Esimesed LCR meetrid loodi 1960. aastate lõpul, kuid mõningates LCR meetrites kasutatakse ka automaatseid mõõtesildu, ning esimesed sellel meetodil töötavad mõõteriistad pärinevad 20. sajandi algusest .

1900 - 1946

LCR meetrite ajalugu on seotud impedantsi mõõtmiste ajalooga. Esimesed laborotoorsed impedantsi mõõtmised tehti sildlülituse põhimõttel . Esimesed sellised kommertsiaalsed seadmed pärinevad 20. sajandi algusest, ning olid enamasti loodud ühe(induktiivsus, mahtuvus või takistus) parameetri mõõtmiseks . Peamiseks arengusuunaks oli lihtsam ja täpsem tasakaalustamiseks kasutatavate komponentide valik ja tasakaalu indikaatori täiustamine.

1946 - 1965

Elektroonikatööstuse tekkega, 20. sajandi keskel, tekkis vajadus elektroonikakomponentide kiireks, suuremahuliseks ja täpseks mõõtmiseks. Seadmed pidid olema lihtsalt kasutatavad ja näitama kohe mõõdetavat suurust. Mõõteseadmed muutusid universaalseteks, lubades ühe seadmega mõõta induktiivsust, mahtuvust ja takistust. Sildade arengus lubas transformaatorite kasutuselvõtt varasemast täpsemaid mõõtmisi. Tekkisid esimesed kaasaskantavad mõõteriistad, elektronlampide kasutuselevõtuga ka esimesed automaatsed mõõtesillad ja esimesed LCR meetrid, kuid nende täpsus võrreldes sildlülitus meetodil töötavate seadmetega oli kehv .

1965 - tänapäev

Digitaalajastuga tekkisid ka digitaalsed LCR meetrid ja sillad, mis lubasid täppismõõtmise kiiret lugemist. Kuid suurimaks läbimurdeks võib pidada mikroprotsessorite kasutuselevõttu, tänu millele muutus LCR meetrite täpsus võrreldavaks mõõtesildade täpsusega . Kuid parem mõõtmiskiirus on muutnud LCR meetrid enamlevinumaks, ning sildade meetodil töötavad mõõteriistad on jäänud vaid väga täpsete mõõtmiste teostamiseks .

Tööpõhimõtted

Leidub kolme tüüpi tööpõhimõttega LCR meetreid.

Mõõtesild

Mõõtesillas leitakse mõõdetav parameeter sildlülituse meetodil. Teades kahte silla õla väärtust, ning muutes kolmanda õla väärtust viiakse sild tasakaalu asendisse. Teades neid kolme väärtust on võimalik arvutada silla neljandal õlal paikneva mõõdetava seadme parameetrid. LCR meetrites kasutatakse isetasakaalustuvaid sildu, kus mõõtesignaali poolt tekitatud elektrivool läbi mõõdetava seadme tasakaalustatakse operatsioonvõimendi poolt tekitatud elektrivooluga läbi mõõtepiirkonna takisti . Teades mõõtepiirkonna takisti takistust, operatsioonvõimendi poolt tekitatud pinget ja mõõtesignaali parameetreid on võimalik arvutada mõõdetava seadme parameetreid.

I-V meetod

I-V meetodil mõõtes ühendatakse mõõdetava seadmega jadamisi takisti ja mõõdetakse pinge sellel . Teades ühendatud takisti väärtust, leitud pinget sellel ja mõõtesignaali parameetreid saab arvutada mõõdetava seadme parameetrid.

Signaali peegelduse meetod

Kasutades kõrgesageduslikku mõõtesignaali peegeldub mõõdetavalt seadmelt osa mõõtesignaalist, võrreldes omavahel mõõte- ja peegeldunud signaali on võimalik arvutada mõõdetava seadme parameetreid .

LCR meetrite parameetrid

Statsionaarne LCR meeter koos komponentide ühenduse ja selle mõõtepeade ühendamiseks kasutatava plaadiga.

Peamised LCR meetrite parameetrid on: mõõtesignaali generaatori sageduste piirid, mõõtmiste täpsus, mõõtmiseks kasutatav meetod, mõõtmiskiirus, mõõdetavad suurused ja nende piirid
Peamiseks mõõdetavateks parameetriteks on: mahtuvus, induktiivsus, takistus, impedants, faasinihe, kasutegur, kaonurga tangens, kadudega ekvivalentne takistus, induktiivtakistus, mahtuvustakistus .
Leidub ka seadmeid kus vastava mõõtepea kasutamisel suudab vastav LCR meeter mõõta ka temperatuuri ja dielektrilist läbitavust .

LCR meetriga mõõtmine

Parandamaks LCR meetri mõõtmiste täpsust kasutatakse 4-juhtmega ehk Kelvini ühendust ja enne mõõtmiste alustamist mõõdetakse mõõtmiseks kasutatavate ühenduste parameetrid, mille mõõteriist salvestab ja ise kogutulemusest eemaldab. Parasiitmahtuvuse leidmiseks hoitakse mõõtepäid lahus ja nende omavaheline kaugus on sama mis lõplikul mõõtmisel. Parasiitinduktsiooni leidmiseks ühendatakse mõõtepeade otsad .