CN110441616A - 一种电感器的频率系数修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电感领域，本发明为一种电感器的频率系数修正方法，包括S1、将测量显示设备调零；S2、连接测量电路；S3、调节测量电路，得到阻抗模达到最大值时的角频率ωm；S4、计算得到电感器的固有电容C；S5、对非检测频率下的电感实际值做频率系数修正；S6、计算电感器的相对偏差，且在最大允许偏差范围内，提高电感器的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种电感器的频率系数修正方法。
背景技术
电感描述的是由于线圈电流变化，在本线圈中或在另一个线圈中引起感应电动势效应的电路参数，标准电感器是检测各等级电感计量器的实物器具，按结构不同，可分为线绕式标准电感器、网络模拟式标准电感器和电子式标准电感器，其中，线绕式标准电感器最为常见。
标准电感器在检测频率下使用时，可使用它的标称值或实际值，对于由固有电容确定频率特性的标准电感器，可以在技术条件规定的非检测频率下使用，标准电感器应该在远低于谐振频率的情况下使用。但由于标准电感器是检测各等级电感计量器的实物器具，对于电感值的准确度要求较高，在非检测频率下工作，标准电感器的电感量会与标称值不一致，因此，需要对标准电感器进行修正，提高准确性。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于上述问题，本发明提供一种电感器的频率系数修正方法，提高准确性。
(二)技术方案
基于上述的技术问题，本发明提供一种电感器的频率系数修正方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将测量显示设备，即信号发生器、锁相放大器LIA调零；
S2、连接测量电路：信号发生器依次通过屏蔽同轴线依次连接电感器、取样电阻Rs，锁相放大器LIA连接取样电阻Rs；
S3、逐步增加信号发生器输出信号的频率，当取样电阻Rs上的压降指示最小时，电感器的阻抗模达到最大，此时的角频率即为ωm；
S4、根据ωm计算得到电感器的固有电容C；
S5、对非检测频率下的电感实际值做频率系数修正，非检测频率下的电感实际值L2的计算公式为：
式中，L1为检测频率f1下的电感实际值，L2为非检测频率f2下的电感实际值，ω1、ω2分别对应于f1、f2下的角频率；
S6、计算电感器的相对偏差，且在最大允许偏差范围内。
优选地，步骤S1中所述的取样电阻Rs的固有频率应远高于电感器的谐振频率。
优选地，当测量准确度要求不高时，步骤S2中所述的锁相放大器LIA更换成示波器。
进一步的，步骤S4中所述的电感器的固有电容C的计算公式：
式中，LN为电感器的标称值。
优选地，步骤S6中所述的电感器的相对偏差的计算公式为：
优选地，步骤S6中所述的最大允许偏差为对应准确度等别的±10％倍。
进一步的，当电感器的标称值为1μH至1H时，所述的检测频率为1000Hz±△f；当电感器的标称值为2H至10000H时，所述的检测频率为100Hz±△f；△f为检测频率运行偏差，满足
其中，ζ为电感器对应等级的年稳定性极限，f为检测频率，LN为电感器的标称值。
优选地，所述电感器对应等级的年稳定性极限为对应准确度等级的±1％倍。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明通过电感器的频率特性由固有电容确定的原理，使电感器在非检测频率下使用时，对其进行频率系数修正，得到准确的电感实际值；
(2)对进行频率系数修正的电感实际值通过最大允许偏差检验，确保该值的准确性；
(3)电感器固有电容通过阻抗模达到最大值的极限情况确定，相比于通过高准确度的电感测量装置在两个频率下测得标准电感器的电感值，再计算得到固有电容的方法，如果电感器为小标称电感器，两个频率的选择应相差很大，而频带宽、测量准确度高的电感测量装置很难获得，因此，小标称电感器的固有电容就很难得到，而本发明所使用的方法对标称范围没有限制，固有电容较易得到；
(4)本发明所述方法不仅可以用于标准电感器的频率系数修正，也可用于其它对精确度有要求的电感器的频率系数修正，使用范围广泛。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例电感器的频率系数修正方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的测量电路图连接示意图；
图3为本发明实施例的线绕电感线圈的等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明公开了一种电感器的频率系数修正方法，所述方法如图1所示，包括以下步骤：
S1、将测量显示设备，即信号发生器、锁相放大器LIA调零；
S2、连接测量电路：
按图2的测量电路图连接，信号发生器依次通过屏蔽同轴线依次连接电感器、取样电阻Rs，锁相放大器LIA连接取样电阻Rs，用于测量取样电阻Rs上的电压；取样电阻Rs的固有频率应远高于电感器的谐振频率；
为了降低测量电路对电感器固有电容测量的影响，需采用屏蔽同轴线连接线，并且应使连接到接线端钮的裸露芯线尽可能地短。当测量准确度要求不高时，也可用示波器代替锁相放大器读取取样电阻Rs上的压降；
S3、调节测量电路，得到阻抗模达到最大值时的角频率ωm：
逐步增加信号发生器输出信号的频率，当取样电阻Rs上的压降指示最小时，电感器的阻抗模达到最大，此时角频率即为ωm；
S4、计算得到电感器的固有电容C：
以线绕电感线圈为实施例，根据图3的电感器等效电路，包含绕线电阻r、电感L和固有电容C；当调频时，阻抗模达到最大值时的角频率为
忽略上式小量，得
则电感器的固有电容为：
式中，LN为电感器的标称值。
测量小标称值电感器的固有电容时，若谐振频率过高，可通过在电感器上并联已知电容值的小电容来降低谐振频率，最终测量结果扣除并联电容值即得固有电容。
S5、对非检测频率下的电感实际值做频率系数修正：
由于在一定频率范围内，电感器的频率特性由其固有电容决定，在非检测频率下使用电感器，可按下式对实际值做频率系数修正：
L1为检测频率f1下的电感实际值，L2为非检测频率f2下的电感实际值，ω1、ω2分别对应于f1、f2下的角频率。
所述电感器的检测频率通过如下方法确定：当电感器的标称值为1μH至1H时，检测频率为1000Hz±△f；当电感器的标称值为2H至10000H时，检测频率为100Hz±△f；△f为检测频率运行偏差，满足
其中，f为检测频率，ζ为电感器对应等级的年稳定性极限，为对应准确度等级的±1％倍。
S6、计算电感器的相对偏差，且在最大允许偏差范围内：
电感器的相对偏差为：
最大允许偏差为对应准确度等别的±10％倍。
综上可知，上述的一种电感器的频率系数修正方法，具有如下优点：
(1)本发明通过电感器的频率特性由固有电容确定的原理，使电感器在非检测频率下使用时，对其进行频率系数修正，得到准确的电感实际值；
(2)对进行频率系数修正的电感实际值通过最大允许偏差检验，确保该值的准确性；
(3)电感器固有电容通过阻抗模达到最大值的极限情况确定，相比于通过高准确度的电感测量装置在两个频率下测得标准电感器的电感值，再计算得到固有电容的方法，如果电感器为小标称电感器，两个频率的选择应相差很大，而频带宽、测量准确度高的电感测量装置很难获得，因此，小标称电感器的固有电容就很难得到，而本发明所使用的方法对标称范围没有限制，固有电容较易得到；
(4)本发明所述方法不仅可以用于标准电感器的频率系数修正，也可用于其它对精确度有要求的电感器的频率系数修正，使用范围广泛。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (8)
1.一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将测量显示设备，即信号发生器、锁相放大器LIA调零；
S2、连接测量电路：信号发生器依次通过屏蔽同轴线依次连接电感器、取样电阻Rs，锁相放大器LIA连接取样电阻Rs；
S3、逐步增加信号发生器输出信号的频率，当取样电阻Rs上的压降指示最小时，电感器的阻抗模达到最大，此时的角频率即为ωm；
S4、根据ωm计算得到电感器的固有电容C；
S5、对非检测频率下的电感实际值做频率系数修正，非检测频率下的电感实际值L2的计算公式为：
式中，L1为检测频率f1下的电感实际值，L2为非检测频率f2下的电感实际值，ω1、ω2分别对应于f1、f2下的角频率；
S6、计算电感器的相对偏差，且在最大允许偏差范围内。
2.根据权利要求1所述的一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，步骤S1中所述的取样电阻Rs的固有频率应远高于电感器的谐振频率。
3.根据权利要求1所述的一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，当测量准确度要求不高时，步骤S2中所述的锁相放大器LIA更换成示波器。
4.根据权利要求1所述的一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，步骤S4中所述的电感器的固有电容C的计算公式：
式中，LN为电感器的标称值。
5.根据权利要求1所述的一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，步骤S6中所述的电感器的相对偏差的计算公式为：
6.根据权利要求1或5所述的一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，步骤S6中所述的最大允许偏差为对应准确度等别的±10％倍。
7.根据权利要求1所述的一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，当电感器的标称值为1μH至1H时，所述的检测频率为1000Hz±△f；当电感器的标称值为2H至10000H时，所述的检测频率为100Hz±△f；△f为检测频率运行偏差，满足
其中，ζ为电感器对应等级的年稳定性极限，f为检测频率，LN为电感器的标称值。
8.根据权利要求7所述的一种电感器的频率系数修正方法，其特征在于，所述电感器对应等级的年稳定性极限为对应准确度等级的±1％倍。
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| CN118655403A (zh) * | 2024-08-20 | 2024-09-17 | 安登利电子(深圳)有限公司 | 一种具有热稳定电阻的电感器的频率系数修正方法及系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN106210642A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-12-07 | 成都东创精英科技有限公司 | 一种基于频率误差校正电路的网络控制系统 |
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| 全国电磁计量技术委员会: "标准电感器", 《中华人民共和国国家计量检定规程 标准电感器》 * |
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