http://www.linksammlung.info/

http://www.schaltungen.at/

                                                                                             Wels, am 2016-10-24

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LC-Messen

messen

RC-Generator

Entladung vor der Kapazitätmessung !!

LCR-Meter  L-C-R Meter  L/C/R Meter

LC-Meter  L-C Meter  L/C Meter

                         LCR Tester
   LCR-Meter    L/Induktivität, C/Kapazität, R/Widerstand

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LCR-Messgerät

Elektor 2 MHz LCR-Meter Kit    € 799.-

Die hohe Genauigkeit dieses Messgeräts und seine erstaunlich einfache Bedienung sind das Ergebnis einer besonders sorgfältigen Entwicklung.

Die Technik hinter der aufgeräumten Frontplatte funktioniert so gut, dass man die verwendeten Messtechniken glatt vergessen kann.

Dies führt zu einer ganz besonderen Gelegenheit für unsere Leser, die sich für hochwertige Messtechnik begeistern.

Wenn Sie wie wir ein Faible für die Wunder moderner Elektronik haben, dann schauen Sie doch einfach mal rein

und sehen sie, wie man damit den Bruchteilen elektronischer Einheiten auf den Zahn fühlen kann.

Elektor 11-12/2020  Seite 38

14. Januar 2016

Messbereiche

L: 0,1 nH bis 100 H	C: 0,1 pF bis 100 mF
R, |Z|: 0,1 mΩ bis 1.000 MΩ (1 GΩ)	Q / D: 0 bis 10.000
Φ: –90,00° bis +90,00°	Rs, Xs: 0,1 mΩ bis 1.000 MΩ (1 GΩ)
Ux: 0 bis 500 mV	Ix: 0 bis 5 mA

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LCR Meter 50Hz .. 2 MHz   AU2019 v1.2.2   elektor 11/2020 Seite 6

Simple LC Meter Circuit for measuring Inductance and Capacitance at Home
simple L/C meter
LC-Meßgerät elektor 07/1980 Seite 44

LC-Meßgerät elektor 07/1984 Seite ??

LC Meter Circuit, Coil Capacitor Meter

Diese LC-Meter-Schaltung kann Spulen und Kondensatoren messen.

Wenn Lx oder Cx in die Schaltung geschaltet wird, sinkt die Oszillatorfrequenz

und diese Abnahme wird durch einen Frequenz-Spannungs-Wandler gemessen, der aus T3 und T4 besteht.

Zum Einstellen dieser lc-Meter-Schaltung mit P1 und P2.

Die Genauigkeit des LC-Messgeräts beträgt 3 %.

Die Skalenkalibrierung kann mit dieser Formel erreicht werden: ni = nm(1 – fr)/(1 – fc) wobei

ni die Anzahl der auf der Skala gemessenen Teilungen ist,

nm = Gesamtzahl der Teilungen der Skala,

fr = relative Frequenz,

fc = die kleinste gemessene relative Häufigkeit.

Der Gesamtstromverbrauch beträgt 12 mA bei 12 V, wenn die LC-Messung erfolgt.

elektor 84436-11

LC meter circuit diagram

Ein LC-Meter ist ohne Zweifel unerlässlich für jeden, der mit elektronischen Schaltungen zu tun hat.

Die erläuterte Schaltung nimmt die unbekannte Induktivität La oder Kapazität CO innerhalb einer 2-Transistor-Oszillatorschaltung auf, in der die Ausgangsspannung durch einen Regler konstant zwischen 30 und 40 mV gehalten wird.

Wenn in der Oszillatorschaltung Ca parallel mit dem Kondensator Co. oder La in Reihe mit der Induktivität L0 angeschlossen ist, nimmt die Frequenz der Schaltung ab.

Diese Verringerung wird durch einen Frequenz-Spannungs-Wandler T3/T4 bewertet.

Die resultierende Ausgangsspannung des Emitterfolgers T5 wird verwendet, um das Messgerät M1 zu stimulieren.

Der Zähler M1 ist an den Diagonalen einer Brückenschaltung angeschlossen, damit er Null anzeigt, wenn Ca oder La nicht vorhanden sind.

Das Messgerät ist auf die Skalenendwertanzeige f.s.d.1 bis P2 fixiert, falls entweder La = Lo oder Ca = Co in die Oszillatorschaltung eingeführt wird.

Die Schwelle des frequenzbestimmenden Kondensators CL im Frequenz-Spannungs-Wandler wird durch P1 ausgeglichen.

Daher ist es zwingend erforderlich, für jeden einzelnen Messbereich mit einem neuen 10 k-Preset umzuschalten, und jedes Mal, wenn dies durchgeführt wird, wird der f.s.d. muss mit P2 neu fixiert werden.

Die in der Schaltung gelieferten Größen für Lo und Co sind für einen f.s.d. von 10 nF oder 10 m1-1.

Eine Höchstzahl von 9 Testbereichen könnte von einem 4-Wege-Drehschalter mit 9 Positionen verfügbar gemacht werden.

Die Beträge von L., Co CL und die entsprechende Frequenz, ohne Lx oder C und bei Vollausschlag, sind in der Tabelle aufgeführt.

Die Genauigkeit der Messwerte liegt bei vorsichtiger Kalibrierung bei ca. 3 %.

Coil Capacitor meter schematic components

Die Markierungen des Bereichs sind für alle Bereiche nahezu ausreichend gleich, werden jedoch für niedrigere Messungen um ein Element von etwa 3 "erweitert".

Dies bedarf natürlich einer entsprechenden Korrektur.

Das Kalibrieren der Waage kann mit einer Tabelle durchgeführt werden, die mit der Formel ni = nm(1-fr)/(1-fc) erstellt wurde, wobei:

ni = Anzahl der angezeigten Skalenteile

nm = Anzahl der Skalenteilungen bei FSD

fr = relative Häufigkeit

fc = niedrigste relative Frequenz

Gesamtstromaufnahme beträgt ca. 12 mA bei 12V,

https://www.electroschematics.com/lc-meter-coil-capacitor-meter/

https://makingcircuits.com/blog/simple-lc-meter-circuit-for-measuring-inductance-and-capacitance-at-home/

x516_c_2L3D-5T-1Ins-12V_84436-11 BC550C LC Messgerät 10uH bis 100mH und 100pf bis 100nF_1a.pdf

Elektor 5/2018  Seite 38

elektor 130341-11

Beschreibung:

Die Zusatzplatine besteht aus einer Schaltung zum Erzeugen einer Resonanzfrequenz zum Messen der Induktivität

und einer Opamp-Schaltung zum Erzeugen einer Frequenz basierend auf dem Laden und Entladen der zu messenden Kapazität.

Diese Frequenzen werden dann von der Software gelesen, um die Induktivität und Kapazität der angeschlossenen Komponente zu bestimmen.

LCD-Display und Drehgeber für die Anzeige und Benutzerschnittstelle sind ebenfalls vorhanden.

Spezifikationen:

DC-Eingang: 12V bis 15V DC

Elektor Platino mit Mikrocontroller ATMEGA328P.

16 x 2 LCD-Anzeige

Induktivitätsbereich 10uH bis 1H

Kapazitätsbereich 47pF bis 10uF

Merkmale:

Automatische Bereichsauswahl.

Drehgeber zur Auswahl des Induktivitäts- und Kapazitätsmodus.

Induktivitäten und Kondensatoren sind zwei Arten von Komponenten, die einiges gemeinsam haben, sich jedoch sehr unterscheiden.

Zum Beispiel können beide Energie speichern, obwohl sie von der Induktivität als magnetisches Feld gespeichert wird, während ein Kondensator elektrische Ladung speichert.

Eine weitere Gemeinsamkeit besteht darin, dass es schwer ist, ihren genauen Wert zu kennen.

Viele Multimeter können die Kapazität messen (C in Piko-/Nano-/Mikro-/Milli-Farad), aber nur wenige die Induktivität (L in Mikro-/Milli-Henry).

Sie müssen ein L-Meter kaufen, um Induktivitäten zu messen.

L-Meter messen normalerweise auch Kapazität und Widerstand und werden daher oft als LCR-Meter bezeichnet.

Wir beschränken uns auf L & C und überlassen den Widerstand dem treuen Multimeter.

Schaltungen lassen sich häufig durch Mikrocontroller vereinfachen.

Das gibt es allerdings nicht umsonst:

Was beim Schaltplan weggelassen wird, muss durch Software kompensiert werden.

Allerdings erhält man so wesentlich flexiblere Hardware.

Dies gilt auch für das folgende kleine Projekt, bei dem Induktivität und Kapazität mit einem Mikrocontroller und einigen zusätzlichen Bauteilen elegant gemessen werden.

Quelle:

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ELV ESR-Messgerät ESR 1

Das Messgerät ermittelt den Ersatz- Serienwiderstand (ESR) eines Elektrolyt- Kondensators (kurz: Elko) - dies sogar im eingebauten Zustand.

Der ESR gibt Aufschluss über den Alterungszustand bzw. die „Qualität“ eines Elkos.

Speziell in Schaltnetzteilen altern Elkos, bedingt durch die hohe Schaltfrequenz bzw. hohe Arbeitstemperaturen, schneller als „normal“.

Steigt der ESR eines zur Spannungssiebung eingesetzten Kondensators über einen bestimmten Wert an, kann unter Umständen die Funktion des Schaltnetzteiles gestört werden.

Selbstverständlich kann das ESR 1 auch zur Messung von ohmschen Widerständen im angegebenen Messbereich verwendet werden.

Wird ein Elko mit der maximal zulässigen Betriebstemperatur eingesetzt, beträgt die durchschnittliche Lebensdauer 1000 bis 3000 Betriebsstunden.

Allein schon die Lagerung bewirkt einen stetigen Kapazitätsverlust, sodass nach ca. 10 Jahren Lagerzeit ein Elko nicht mehr verwendet werden sollte.

Einer der wesentlichen Gründe hierfür ist, dass das flüssige Elektrolyt im Inneren des Elkos mit der Zeit austrocknet (verdunstet).

Maßgeblich entscheidend für den Austrocknungsprozess ist die Betriebstemperatur, die von der Umgebungstemperatur und der vom Elko selbst erzeugten Wärme bestimmt wird.

In modernen Schaltnetzteilen werden die eingesetzten Elkos extremen Belastungen ausgesetzt.

Durch die relativ hohe Schaltfrequenz und die hohen, zum Teil rechteckförmigen Impulsströme erwärmen sich die Elkos, wodurch die Lebensdauer rapide absinkt.

Nicht umsonst sind Netzteile in Computern eine der häufigsten Ausfallursachen.

Solche Schaltnetzteile finden zunehmend aber auch Einzug in moderne Consumergeräte.

Hierbei ist ein Trend zu beobachten, dass viele dieser elektronischen Geräte wie z. B. Fernseher, Videorecorder, Monitore usw. heute schon nach relativ kurzer Zeit ausfallen. Als Fehlerursache stellt sich oft ein defekter Elko im Schaltnetzteil heraus.

Misst man solche Elkos mit einem Kapazitätsmesser nach, stellt man erstaunt fest, dass diese nur unwesentlich an Kapazität verloren haben.

Der Innenwiderstand des Kondensators, auch ESR (Equivalent Series Resistance) genannt, ist allerdings angestiegen.

Bei hohen Frequenzen wirkt der ESR zusammen mit der Kapazität wie ein Tiefpass und setzt so die Wirkung der realen Kapazität deutlich herab.

Dies hat zur Folge, dass wie schon erwähnt, ein Schaltnetzteil z. B. nicht mehr einwandfrei arbeitet.

Mit dem ESR-Messgerät kann der Innenwiderstand (ESR) eines Elkos in der Schaltung gemessen werden, ohne diesen auslöten zu müssen.

Hierdurch wird das lästige und zeitraubende Auslöten mit dem anschließenden Messen der Kapazität vermieden.

Zudem ist in solchen Fällen der ESR aussagekräftiger als die mit einem Kapazitätsmessgerät gemessene Kapazität.

Zusätzlich kann das ESR 1 auch zur Messung von ohmschen Widerständen bis 19,99 Ohm verwendet werden.

Das handliche Messgerät ist durch Batteriebetrieb (9-V-Blockbatterie, nicht im Lieferumfang) sehr gut auch im mobilen Service einsetzbar.

Die Low-Bat- Anzeige warnt rechtzeitig vor erschöpfter Batterie.

Quelle:

https://de.elv.com/elv-esr-messgeraet-esr-1-052699?

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Handheld LCR Tester
DER EE DE-5000 Handheld LCR Meter
DER EE LCR METER DE-5000
Der-EE DE-5000 LCR Meter 100 kHz

NEU DE-6000 Handheld LCR Meter

Testfrequencies	100/120/1k/10k/100k Hz
Resistance range	0.001 Ω - 200 MΩ
DCR range	0.01 Ω - 200 MΩ
Capacitance range	0.01 pF - 20 mF
Induction range	0.001 uH - 2 kH
Measurement parameters	Ls/Lp/Cs/Cp/Rs/Rp/DCR with D/Q/θ/ESR measurements
Tolerancies	±0.25%, ±0.5%, ±1%, ±2%, ±5%, ±10%, ±20%, -20% +80%
Display	Double-LCD (19999/1999 counts)
Power supply	9 V battery
Measurement speed	2 measurements/s
Dimensions	188 x 95 x 52 mm
Weight	350 g

Part - 1 Intro
Part –2) L (inductance), C (capacitor), R (resistance), few thoughts.
Part – 3) DE 5000 LCR specifications
Part - 4) What is in the box?
Part - 5) DER EE, DE 5000 VS Agilent U1733C (all around comparison)
Part - 6) Plus and minus of the design and in relation with LCD resolution.
Part -7) Software PC connectivity & Over all experience
Part 8) Conclusion

ITTSB Blog

https://www.ittsb.eu/DER-EE-DE-5000-LCR-Meter-Review.html

            Andere Handheld LCR Meter

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UDB1000 Series 1008S DDS Signal Source Signal Generator with 60MHz Frequency Meter Sweep Module

(with sweep and communication)

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Digital LCD LC100-A haute précision Inductance Capacitance L/C Meter Testeur
Alice1101983
LC100-A
LC100-A High Precision Digital Inductance Capacitance L/C power Meter module
LC100-A LCR Digital Meter Inductimetro Capacimetro Itytarg
LC100-A LC Meter 1uH-100H Induktivität 1pF-100mF Kapazität 300_b_Wooge-x_LC100-A LC-Meter - Induktivitäts und Kapazitäts Messgerät - Schaltplan_1a.png
300_b_Wooge-x_LC100-A LC-Meter - Induktivitäts und Kapazitäts Messgerät - User-Manual_1a.doc Quelle:
https://www.amazon.de/KNACRO-Digitales-Hochpr%C3%A4zise-Induktivit%C3%A4t-Genauigkeit/dp/B06XSD9VN1
https://www.ebay.de/itm/195325760610?mkevt=1&mkcid=1&mkrid=707-53477-19255-0&campid=5338906311&toolid=20006&customid=255_255_255&

https://www.amazon.de/CTRLZS-Induktivit%C3%A4Ts-Kapazit%C3%A4Ts-LC-Meter-Digital-Kondensatormessger%C3%A4T-LCD-Kapazit%C3%A4Tsmessger%C3%A4T-Mini-USB-Schnittstelle/dp/B0BFKYW7S2


LC-Meter-Modul BC-003 

FUNK AMATEUR  LC-Meter-Modul BC-003

JUNCTEK LC 100A   LC-100A

LC-100A Digital L/C Meter Induktivität Kapazität Tester Palette 0,01 pF zu 10uF LCD Display

LC-Meter-Einbaumodul mit beleuchtetem LC-Display,
LC100-A LC Meter 1uH-100H Induktivität 1pF-100mF Kapazitätstabelle

https://www.box73.de/product_info.php?products_id=2561

Quelle:

https://www.mikrocontroller.net/topic/504964

https://www.mikrocontroller.net/topic/504964

300_b_fritz-x_LC-Meter SCM Bartels AutoEngineer CAE - Schaltplan_1a.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=ZQ33AR1ffFI

Quelle:
https://www.mikrocontroller.net/topic/504964

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LC METER PROJECT AND KIT - L/C Meter IIB

R1, R2, R3	100K ohm 1/4 watt
R4	47K ohm 1/4 watt
R5	1000 ohm 1/4 watt
R6	10K ohm potentiometer
C1	680pF (disc ceramic marked 681 500v)
C2a	1000pf 2% (C2a and b are packed in a little brown envelope)
C2b	5, 10, 15, 20, 24, 27, 33, or 39pf NPO  as required to make 1020pf total.
C5,C6	.1 m F ceramic (tan monolythic marked 104)
C3	10 m F /10v Tantalum (tan tear drop shaped, observe polarity)
C4,C9,C10	10 m F /10v electrolytic (black radial, observe polarity)
C7,C8	22 pf ceramic (brown disc marked 22J)
X1	8.0 MHz crystal
L1	68 m H (blue)
U1	LM311N voltage comparitor
U2	PIC16C622 microcomputer
U3	78L05 voltage regulator
RLY1	SPST N.O. reed relay (has diode, observe install orientation)
DISP	LM-16151 or equiv'
J1	14 pin square post socket (built onto the display module)
P1	14 pin square post plug (install on PCB)
Lx, Cx, PWR	DPDT alternate action SW
ZERO	DPDT momentary SW
Test Jacks	5 way binding posts

Fa.

Almost All Digital Electronics

Handheld LC Meter 1pF-100mF Digital LCD Capacitance Meter Inductor Table  € 40,-
LC-200A Handheld Inductance Capacitance Meter Inductor Capacitor Tester Kit New
LC Meter 1pF-100mF 1uH-100H LC200A Digital Capacitance Meter Capacitor Table
LCR-Messgerät, Induktivitätskapazitätsmesser, Kapazität Multimeter Handheld L/C-Messgerät, LC-200A Elektrisches ABS LCR Multimeter
LC-200A Hohe Präzision Induktivität Kapazität Meter Handheld Induktivität Meter Kapazität Meter LC Digitale Brücke Tester

LC200A Portable LC Meter

LC200 A Induktivität Induktor Kapazität Kondensator L/C Multimeter Tester

Spezifikation:

C-Bereich: 1pF-10uF

Kapazitätsgenauigkeit: 1%(1pF~1uF), 5%(1uF~10uF)

Großer C-Bereich: 1uF-100mF

Große Kapazitätsgenauigkeit: 5% (1uF-100mF)

Messauflösung großer Kapazität (Hi.C-Bereich): 0,01uF

L-Bereich: Induktivität (1uH-100mH)

Induktivitätsgenauigkeit: 1% (1uH ~ 100mH)

Messauflösung der Induktivität (L-Bereich): 0,001uH

L-Bereich: Große Induktivität (0,001 mH-100 H)

Genauigkeit der großen Induktivität: 1% (100mH~1H), 5%(1H~100H)

Messauflösung großer Induktivität (Hi.L-Bereich): 0,001 mH

Messmethode für große Kapazitäten: Laden-Entladen

Anzeige:1602LCD

Effektive Anzeigeziffern: 4 Ziffern

Schnittstelle zur Stromversorgung: Mini USB/Φ5.5DC Buchse, 4x AA Batterie

Versorgungsspannung: 5V

Material: Elektronische Komponente

Größe: 150x89 mm

300_b_BRT-x_BRT LC200A LC-Meter V5.0 - User-Manual_1a.pdf

300_b_BRT-x_BRT LC200A LC-Meter - User-Manual_1a.pdf

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Banggood

I have the GM328 kit from Banggood. It's usually called AY-AT instead, as it's not really a GM328.

Der GM328 Transistor-Tester, der wohl auf dem OpenSource-Projekt von Markus Frejek basiert und weiterentwickelt wurde.

https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Transistortester

https://github.com/blurpy/transistor-tester

Der Prozessor verwendet den leistungsstarken Einzelchip ATmega328P DIP-28. Mit IC-Sitz.
Die Anzeigeeinheit verwendet eine Farbanzeige mit 160 x 128 Pixel, die Zeichennummer des gesamten Bildschirms beträgt 8x20, die Farbtiefe beträgt 16 Bit und das Symbol der Grafikanzeigekomponente.
Drehschaltersteuerung, Ein-Knopf-Messung, automatische Abschaltung.
Es wird von einer 9V Laminatbatterie gespeist und kann auch von einem Netzteil gespeist werden.

Der Strom beträgt ca. 30mA und der Strom beträgt nach dem Herunterfahren ca. 20nA.
Automatische Erkennung von NPN- und PNP-Transistoren, FETs, Dioden, Doppeldioden, Thyristoren, Thyristoren, automatische Identifizierung der obigen Transistor-Pin-Verteilung.

a
DC-Spannungsmessung               : bis zu 50V
Capacitor                                     : 1pF resolution, 25pf - 100,000 uf
Resistance                                   : 0.1 ohm resolution, maximum 50M ohm
Digital 160 * 128 LCD-Display für einfache Messwerte, können Messdaten und Grafiken anzeigen.
Multifunktionaler Transistor-Tester zur automatischen Erkennung von NPN- und PNP-Transistoren,

FET, Dioden, Dual-Dioden, Thyristoren, SCR,

automatische Identifikation der Transistor-Pinbelegung.

Auch kann als quadratisches Signal und PWM-Signalgenerator verwendet werden.

GM328_V1-0  Transistortester - Schaltplan

GM328_V1-0  Transistortester - Print

• ATmega328P with 8MHz crystal
• ST7735 160x128px screen
• Rotary encoder
• 5.5mm x 2.1mm center positive barrel jack for 9V
• Terminals for frequency generator, frequency counter and voltage reader
• ZIF socket for analyzing components
• Holtek HT7550-1 voltage regulator
• WS TL431AA voltage reference

Quelle:

https://github.com/blurpy/transistor-tester
https://raw.githubusercontent.com/blurpy/transistor-tester/master/resources/AY-AT-J1.3.png
https://github.com/blurpy/transistor-tester/blob/master/resources/gm328-kit.jpg
https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_Transistortester

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Messgerät
Joy-iT, LCR-T7 , Transistortester € 21,95
JOY-iT LCR-T7 Multi-funktions Tester T7
MultifunktionsTester

Messgerät, Joy-iT, LCR-T7 , Transistortester
Technische Daten
Messbare Komponenten: Widerstand, Kondensator, Induktor, Thyristor, Triac, (Doppel-)Diode, Z-Diode, Feldeffekttransistor, Bipolartransistor, Infrarot-Decoder (Hitachi-Codierung)
Unterstütztes IR-Protokoll: NEC (wird von vielen Herstellern verwendet)

Display: 1,8" 3,5-Inch TFT-LCD (160x128 Pixel)
Besonderheiten: 

Automatische Kalibrierung

Ein-Tasten-Bedienung

Eingebauter Akku:  Lithium-Ion-Akku 3,7V / 350mAh
Abmessungen:  90x70x2 mm
Lieferumfang:   Messgerät, Messklemme, Micro-USB-Kabel, LED, Kondensator


Messbereich
Kapazität: 25 pF - 100 mF
Widerstand: 0,01 - 50M Ohm
Induktivität: 0,01 mH - 20 Henry
Akku: 0,1 - 4,5 V, 300 mAh (eingebauter Lithium-Ion-Akku 3,7 V, 350 mAh)

Z-Diode Durchbruchspannung:  0,01 - 30 Volt
Z-Diode:  0,01 - 4,5V
Diode Uf < 4,5V
Thyristor / Triac IGT < 6 mA

Lieferumfang

Messgerät, Messklemme, micro-USB-Kabel, LED, Kondensator

Multifunktionsmessgeräte sind bei diskreten Bauelementen immer ein Nice-to-have, sowohl für passive als auch für aktive Bauteile.
Manchmal sind Werte oder Typennummern schwer ablesbar und bei diskreten Halbleitern mit exotischen Typennummern wollen Sie vielleicht prüfen, um welche Art von Bauteil es sich handelt.
Und selbst wenn Sie das Teil visuell identifizieren können, möchten Sie vielleicht wissen, ob es noch funktioniert und ob es - bis zu einem gewissen Grad - seinen ursprünglichen Spezifikationen entspricht.
Hier kommt ein Tester wie der JOY-iT LCR-T7 ins Spiel:

eine schnelle Überprüfung, um welches Bauteil es sich handelt, oder zumindest zu sehen, ob es das Teil ist, von dem man es erwartet.
Mit anderen Worten, mit dieser Art von Ausrüstung ist es einfach, diskrete Komponenten zu testen, zu identifizieren, um welche Art von Teil es sich handelt und - im Falle von Halbleitern - sogar herauszufinden, was das richtige Pinning ist.
Wie der Name schon sagt, handelt es sich um einen Tester, erwarten Sie also nicht, dass Sie von diesem Gerät hochgenaue Messungen erhalten.
Das sollte man auch nicht von einem Messgerät verlangen, das weniger als drei Zehner kostet.
Eines der schönen Dinge am LCR-T7 ist, dass er sehr einfach zu bedienen ist:
Einfach den Prüfling an die ZIF-Buchsenleisten auf der Frontplatte anschließen, entweder mit oder ohne die mitgelieferten Drähte und Clips, und den Startknopf drücken.
Das war's.

Das Gerät erkennt automatisch, welche Art von Bauteil angeschlossen ist und zeigt dessen Hauptparameter und Pinning (falls zutreffend) auf der LCD-Anzeige an.

Handbuch
300_b_JOY-iT-x_JOY-iT LCR-T7 Multi-Funktions-Tester, Transistortester - Anleitung 2021_1a.pdf
300_b_JOY-iT-x_JOY-iT LCR-T7 Multi-Funktions-Tester, Transistortester - Datenblatt_1a.pdf

https://www.elektormagazine.de/articles/joy-it-lcr-t7-multi-funktions-tester?
https://joy-it.net/files/files/Presse/LCR-T7_Elektor-Magazin_2021-07-13.pdf
https://joy-it.net/de/products/JT-LCR-T7
https://www.pollin.at/p/messgeraet-joy-it-lcr-t7-transistortester-830961
https://www.conrad.at/de/p/joy-it-transistortester-2355021.html
https://www.elektor.de/joy-it-lcr-t7-multi-function-component-tester

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Das Messprinzip ist ebenso einfach wie genial.

Das LC-Meter nach Phil Rice (VK3BHR) habe ich auch (auf einer Lochrasterplatine) aufgebaut und kann die hervorragenden Eigenschaften nur bestätigen.
Es gibt von Phil jetzt eine verbesserte Variante "Digital LC Meter Version 2" die nur noch mit einem IC 16F628 auskommt und zudem über die Möglichkeit verfügt, per Software kalibriert zu werden.
Schaltplan, Leiterplattenlayout und Software unter ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/~rice/lc/index2.html

bei ebay gibts das Gerät als Fertigmodul für knapp 40 Euro plus Porto. Als Bausatz kostet es noch weniger.
Man suche unter "Digital Messgerät LC Meter"

Ein Digitalmultimeter mit C - und L - Messung , wenn auch nicht so empfindlich , dafür aber bis 200 μF ( Elkos ) und L = 20 H muss nicht teuer sein .

Zu finden bei www.elv.de unter JT-168 oder Best. Nr. 68-639-88 für € 39,95

ein sehr schönes, kleines, leichtes und exakt arbeitendes Gerät gibt es von LUTRON ELECTRONIC, es heißt LCR - 9063.
Unter diesem Namen läßt es sich auch leicht finden.

Hier die Kurzbeschreibung:

http://www.pedak.nl/Lutron/pdf/LCR-9063.pdf

Das kleine Gerät ist sehr sparsam, ein 9V Block reicht bei mir nun schon drei Jahre bei fast täglicher Benutzung.
Sehr schön ist auch die große Anzeige.
Es kostet knapp 40,- Euro.

Es kann sogar direkt beim Hersteller
http://www.pedak.nl
bestellt werden.

Quelle:
https://www.radiomuseum.org/forum/l_c_meter_im_eigenbau.html

Es gibt auch keinen bekannten Vergleichskondensator, da dieser ja nicht besser ist als der eingebaute Styroflex.

Seit Jahren in Anwendung.

Die Genauigkeit ist beschrieben.


Quelle:
https://www.radiomuseum.org/forum/l_c_meter_im_eigenbau.html

Darüber hinaus stellt IET Labs eine Vielzahl von Widerstands- , Kapazitäts- und Induktivitätsstandards für alle Ihre Kalibrierungsanforderungen her.
Digitale LCR-Meter messen den Strom (I), der durch ein Prüfling fließt (DUT), die Spannung (V) über den Prüfling und den Phasenwinkel zwischen dem gemessenen V und I.

Aus diesen drei Messungen können dann alle Impedanzparameter sein berechnet.

Ein typisches LCR-Messgerät verfügt über vier Kelvin-Anschlüsse zum Anschluss an das zu prüfende Prüfling.

Die Kelvin-Verbindung minimiert Fehler aufgrund von Verkabelung und Verbindung zum Prüfling.
Arten von LCR-Messgeräten

Es gibt eine Vielzahl von LCR-Messgeräten vom Handheld bis zum Benchtop.

Handheld-DMM mit Kapazitätsmessung sind primär als DMM konzipiert, verwenden jedoch eine DC-Technik zur Kapazitätsmessung.

Die Messung der Kapazität basiert auf der Messung der RC-Zeitkonstante des DUT und der Berechnung der Kapazität. In der Regel haben Zähler dieser Klasse eine Genauigkeit von +/- 1%.

Handheld-LCR- Messgeräte haben den Vorteil, dass sie leicht, tragbar und batteriebetrieben sind.

Die meisten neueren Modelle haben mehrere Testfrequenzen und eine USB-Verbindung für die Übertragung von Daten an einen PC.

Diese sind für allgemeine Anwendungen, insbesondere in Feldwartungs- und Serviceanwendungen, konzipiert.

Dedizierte Handheld-LCR-Messgeräte verwenden ein Wechselstromsignal und bieten in der Regel mehr Impedanzparameter wie AC-Widerstand und Induktivität als ein Handheld-DMM mit Kapazitätsmerkmal.

Die Genauigkeit der Messung liegt in der Regel zwischen 0,2% und 0,1%.

Benchtop LCR- Messgeräte bieten im Allgemeinen mehr Funktionen als Handhelds wie programmierbare Frequenzen,

bessere Messgenauigkeit bis zu 0,01%, Computersteuerung und Datenerfassung für automatisierte Anwendungen.

Fortgeschrittene Merkmale wie DC-Vorspannung und DC-Bias-Strom und Sweep-Fähigkeit sind üblich.

LCR-Messgeräte in dieser Kategorie werden für die AC-Kalibrierung von Induktivitäts-, Kapazitäts- und Widerstandsstandards,

für Messungen der Dielektrizitätskonstante mit einer Vielzahl von dielektrischen Zellen und für die Produktionsprüfung von Komponenten und Sensoren verwendet.

Testfrequenz

Elektrische Komponenten müssen mit der Frequenz getestet werden, für die das Endprodukt / die Anwendung verwendet wird.

Ein Instrument mit einem breiten Frequenzbereich und mehreren programmierbaren Frequenzen bietet diese Plattform.

Übliche Messfrequenzen sind 50 / 60Hz, 120Hz, 1kHz, 100kHz und 1MHz.

LCR-Messgeräte mit programmierbaren Frequenzen bieten die größte Flexibilität bei der Anpassung der Frequenz der Messung an die Frequenz,

mit der das DUT tatsächlich verwendet wird oder in F & E-Anwendungen verwendet wird, bei denen die Frequenzcharakterisierung nützlich ist, um einen nützlichen Frequenzbereich oder Resonanz zu bestimmen.

Die meisten LCR-Messgeräte verwenden heute ein AC-Testsignal über einen Frequenzbereich von 10Hz bis 2MHz.

Testspannung

Die AC-Ausgangsspannung der meisten LCR-Messgeräte kann so programmiert werden, dass der am DUT anliegende Signalpegel ausgewählt wird.

Im Allgemeinen wird das programmierte Niveau unter einer offenen Schaltungsbedingung erhalten.

Ein Quellenwiderstand (Rs, innerhalb des Zählers) ist effektiv in Reihe mit dem Wechselstromausgang geschaltet, und an diesem Widerstand liegt ein Spannungsabfall vor.

Wenn ein Testgerät angeschlossen wird, hängt die an das Gerät angelegte Spannung vom Wert des Quellwiderstandes (Rs) und vom Impedanzwert des Geräts ab.

Genauigkeit / Geschwindigkeit

Klassischer Kompromiss. Je genauer Ihre Messung ist, desto mehr Zeit wird benötigt und umgekehrt, je schneller Ihre Messgeschwindigkeit ist, desto ungenauer ist Ihre Messung.

Aus diesem Grund haben die meisten LCR-Messgeräte drei Messgeschwindigkeiten: langsam, mittel und schnell.

Abhängig von dem zu testenden Gerät haben Sie die Wahl zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeit.

Mittelung und Median-Modus können auch helfen, die Messgenauigkeit zu verbessern, aber die Messzeit zu verlängern.

Es ist auch wichtig, in die Genauigkeitsformeln in den Handbüchern zu schauen, da die tatsächliche Genauigkeit der Messung von Frequenz, Spannung und Impedanz des Messobjekts abhängt.

Messparameter
Die Primärparameter L, C und R sind nicht die einzigen elektrischen Kriterien zur Charakterisierung einer passiven Komponente und es gibt mehr Informationen in den Sekundärparametern als nur D und Q.


Messungen der Leitfähigkeit (G), Suszeptanz (B), Phasenwinkel (q) und ESR kann eine elektrische Komponente, einen Sensor oder ein Material vollständiger definieren.

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elektor 004035-11  79636-11 Induktivitäten messen 031

                   Induktivität bestimmen

Spule messen & berechnen, Induktivität H,

                   OHNE LCR-Meter

Die Induktivität messen - 3 Methoden

Die meisten Multimeter messen alle elektrischen Eigenschaften einer Komponente mit Ausnahme der Induktivität, sodass Sie sich selbst überlassen sind.

Es gibt mehrere Methoden, die wir in diesem Tutorial-Artikel besprechen werden.

Methode 1 - Induktivität mit Hilfe eines Widerstands messen

Die erste besteht darin, die Induktivität in Reihe mit einem bekannten Widerstand guter Präzision zu schalten, beispielsweise ist ein 100 Ohm 1%-Widerstand eine gute Wahl.

Stimulieren Sie die Schaltung mit einem Funktionsgenerator und betrachten Sie die Verbindung zwischen Widerstand und Induktivität auf dem Oszilloskop sowie die Eingangsspannung.

Stimmen Sie den Funktionsgenerator ab, bis die Sperrschichtspannung die Hälfte der Eingangsspannung beträgt.

Die Beziehung zwischen R und L ist wie unten abgeleitet.

L = unbekannte Spule

R = 100 Ohm +-1%  (br-sw-br-br)

Ableitung der Beziehung zwischen R und L, wenn |Vo|= 1/2|Vs| wenn über dem Widerstand gemessen.

Berechne die Induktivität über eine mathematische Formel.

https://www.thefastcode.com/de-eur/wiki/Die-Induktivität-messen

https://de.wikihow.com/Die-Induktivität-messen

https://www.daycounter.com/Articles/How-To-Measure-Inductance.phtml

Einlagige Spulen

a) Innendurchmesser d_i verwenden              A=di^2​∗pi / 4 = 10^2 * 3,14 / 4 = 78,53

Mehrlagige Spulen
b) Mittleren Durchmesser d_m verwenden      dm​=(da​ + di​) / 2     A=dm^2​∗pi / 4 = (20+10/2)^2 * 3,14/4 = 176,71
c) Mittlere Querschnittsfläche verwenden       A=(da^2​∗pi/4 + di^2​∗pi/4) / 2 = (20^2 * 3,14/4 + 10^2 * 3,14/4) / 2 = 196,35

Berechnung:

L = InduktivitätN = 1200  Anzahl der Windungen

l = 4cm  = 0,04m  Länge der Spule

D = 3,5cm = 0,035m

r = D / 2

µr = Permiabilität von Luft 1 + 0,4*10^-6 Permeabilitätszahl                = 1,0000004 Ohm

µ0 = Magnetische Feldkonstante = 4pi * 10^-7 = 1,2566 x 10 hoch -6 = 0,0000012566 Vs/Am (VoltSekunden / AmperMeter)

A = von einer Windung eingeschlossene Fläche (meistens kreisförmig)

A = D^2 = 0,035 * 0,035 = 0,001225m2 = 12,25*10^-4m2

Formel für die kurze Spule L = 0,4..1,5 x D

L = µ0 * µr * N² * A / ( l + 0,9 * r)

Formel für die lange Spule L > D

L = µ0 * µr * N² * A / l = 1,2566*10^-6 * 1 * 1200^2 * 12,25*10^-4 / 0,04 = 5,542*10^-2 = 55,42mH = 0,0554H   Vs/A (VoltSekunden/Ampere)

Experiment:

Induktiver Widerstand

L = XL / 2 * pi * f

f = 50 Hz

XL = 2 * pi * f  * L = 2 * 3,14 * 50 * 0,0554 = 17,40 Ohm  V/A (Volt / Ampere)

Uac = 6,79V

Iac = 0,39A

R = U / A = 6,79 / 0,39 = 17,4 Ohm

Quelle:

https://www.youtube.com/watch?v=zKUFsnmWU88

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R = 4,7k Ohm

f = 20 kHz

In unserem Fall messen wir für

UR=4,44V

UL=2,52V.

Da wir den Wert des Widerstandes kennen, können wir so den Strom bestimmen, der durch diese Serienschaltung und damit auch durch die Spule fließt

Bestimmen der Induktivität einer Spule durch Wechselspannung

                                            Induktivität
Der induktive Blindwiderstand wird von der Frequenz der Wechselspannung und seiner Induktivität beeinflusst.

Der induktive Blindwiderstand ist umso größer, je größer die Induktivität der Spule und je höher die Frequenz der anliegenden Wechselspannung ist.
Das Formelzeichen der Induktivität ist L.

Die Einheit wird zu Ehren des Physikers Joseph Henry mit dem Kurzzeichen H versehen und Henry genannt.

Eine Spule hat die Induktivität 1 Henry, wenn sich die Stromstärke in 1 Sekunde gleichmäßig um 1 Ampere ändert, und dabei eine Spannung von 1 Volt induziert wird.

Mit einem präzisen LCR Meter lässt sich die Induktivität einfach messen.

Quelle:

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/induktiver-widerstand#

https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/induktivitaet

https://de.wikipedia.org/wiki/Schwingkreis

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Bestimmung der Induktivität einer Spule  +++ (1A)

Ermittle rechnerisch aus den beiden Messwerten die Induktivität der unbekanntenSpule.

Supertester 680R

302_d_ICE-x_I.C.E. Analog-Messinstrument, Supertester Modell 680R (20kOhm-Volt) Anleitung 2_1a.doc

Berechnung der Induktivität
Die Spannung über dem ohmschen Widerstand ergibt sich aus dem Oszillogramm zu

Uss = 16,87 V; dies entspricht einem Wert Ueff = 5,96 V.

Die Stromstärke in der Reihenschaltung liegt nach Voreinstellung bei Ieff = 25 mA.

Der Scheinwiderstand ergibt sich nach (8) zu
Z = 238,5 Ohm.

Die Induktivität L der Spule errechnet sich dann über (9) mit R = 15,8 Ohm zu
L = XL / 2*PI*f = 11,7 mH

Der vom Hersteller angegebene Wert für die untersuchte Spule liegt bei L = 10 mH +/- 10%.

Eine Kontrollmessung mit einem digitalen Meßgerät ergibt einen Wert von 8,4 mH.

Quelle:

https://www.rahner-edu.de/grundlagen/signale-richtig-verstehen/rl-schaltung-2/

https://xplainme.com/44983-bestimmung-der-induktivitat

https://www.youtube.com/watch?v=zKUFsnmWU88

https://www.youtube.com/watch?v=w49Ops7rffo

https://www.youtube.com/watch?v=_ziQZkBUTKw

https://de.wikipedia.org/wiki/Induktivität

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Messungen anInduktivitätenund Kondensatoren  (1A)

MessungderSpulenparameter

Spulen gehören zu den wenigenBauteilen,die man immer noch selbst anfertigen kann.

Aber auch wenn man siekauft,weiß man nicht wirklich alles über die Spule.

Für denBetriebder Spule in einem Schaltregler sind vor allem drei Parameter vonBedeutung

• Innenwiderstand
• Induktivität
• Kernverluste
• Sättigungsstrom

BestimmungdesSpuleninnenwiderstandes

A = 0,785 * d²

R = 0,178 * L / A  = 0,227* L/ d²  [in Milliohm]

BestimmungderSpuleninduktivität

L = 1 / (39,5 * C * f²)

AL = L / N²

BestimmungderKernsättigung/

f = 1 / (6,28 * Wurzel( C * L)) = 1 / (6,28 * Wurzel (3,3µF * 50µH)) = 12,39kHz

Quelle:

http://www.sprut.de/electronic/switch/lc/lc.html

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Methoden zur Messung der Induktivität mit hoher Präzision

Quelle:

https://meettechniek.info/passive/inductance.html

https://qastack.com.de/electronics/417354/methods-to-measure-inductance-with-high-1-precision-using-standard-equipment

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Was ist der beste / einfachste Weg, um eine unbekannte Induktivität ohne RLC-Messgerät zu messen?

Gibt es eine gute Möglichkeit, die Induktivität mit einem Oszilloskop und einem Funktionsgenerator genau zu messen?

Die beste Methode, die ich finden kann, besteht darin, einen Tankkreis aufzubauen und die Frequenz zu überstreichen, bis die höchste Spannung auftritt.

Verwenden Sie dann die folgende Formel, um zu lösen:

Es scheint einen einfacheren Weg zu geben!

Ich habe einen Oszillator mit zwei Anschlüssen verwendet, bei dem der Induktor parallel zu einem geeigneten Kondensator ist,

mit einem Oszilloskop oder Zähler, um die Schwingungsfrequenz zu messen.
Ich habe einmal einen Induktor an einem sehr teuren Induktivitätsmesser bei der Arbeit überprüft, und die Werte waren identisch.
Der quellengekoppelte Oszillator mit zwei FETs ist ideal für diese Anwendung oder den LM311:

Die Sweep- und Oszillator-Methoden sind beide anständige Methoden, aber Sie müssen in vielen Fällen den Wert der parasitären Eigenkapazität des Induktors berücksichtigen.

Sie sollten auch überlegen, welche Fehler auftreten können, wenn das Q des abgestimmten Schaltkreises niedrig ist.

Mehr dazu unten, aber im Moment gehe ich davon aus, dass Sie einen Resonanzkreis mit hohem Q aus einem unbekannten L und einem bekannten C erstellen können.

Quelle:

https://qastack.com.de/electronics/61858/whats-the-best-easiest-way-to-measure-an-unkown-inductance-without-an-rlc-meter

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Induktivität mit dem Oszilloskop messen

Für den Bau einer Speicherdrossel mit ca. 470 µH habe ich keinen kleinen Ringkern (ausgebaut aus einer Energiesparlampe) bewickelt.

Bei einem unbekannten Kern weiß man nie, welche Induktivität dabei herauskommt.

Deshalb kam wieder eine bewährte Messmethode mit dem Oszilloskop zum Einsatz:

Ich löte einen bekannten Kondensator an die Spule und verbinde den Parallelschwingkreis mit dem Oszilloskop.

Das heiße Ende wird dann nahe an den 1 kHz Rechteckausgang des Oszis gelegt oder ich benutze einen sehr kleinen Koppelkondensator (< 100 pF).

Dabei entstehen freie Schwingungen auf der Resonanzfrequenz.

Mit dem Oszi lässt sich die Frequenz ausreichend genau durch Abzählen von Schwingungen bestimmen.

In diesem Fall konnte die Resonanzfrequenz mit 360 kHz gemessen werden.

Nun kommt mein Programm LCFR zum Einsatz.

Ich tippe die Kapazität 330 pF ein und probiere so lange an der Induktivität herum, bis die Frequenz stimmt.

Drei bis vier Versuche reichen, dann steht das Ergebnis fest: 580 µH.

Das liegt ausreichend nahe an dem gewünschten Wert von 470 µH.

Glück gehabt!

Man könnte es natürlich auch einfach ausrechnen.

Lcfr.zip, 4KB
VB-Quelltext

Quelle:

https://www.elektronik-labor.de/Elo/OsziL.html

http://www.b-kainka.de/bastel95.htm

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                               Induktivitäten messen

                           Spule

Induktivität einer Spule

Die Spule speichert magnetische Energie.

Die wichtigste Kenngröße der Spule ist die Induktivität.
Die Induktivität ist ein Maß für die Speicherfähigkeit von magnetischer Energie.
Die Induktivität wird als Verhältnis des gesamten magnetischen Flusses NΦ zur Stromstärke I definiert:

L = N⋅Φ/I    Einheit [L] = Vs/A = H (Henry)

Formel für die Berechnung einer Induktvität

L = µ₀⋅ µ_r⋅ A⋅ N²/l_m

µ₀: magnetische Feldkonstante µ₀ =1,257⋅10^-6 Vs/Am.
µ_r: Materialkonstante
A: Querschnitt des Spulenkerns
N: Windungszahl
l_m: mittlere Feldlinienlänge im Eisenkern

Material	relative Permeabilität µr
Cobalt	80 bis 200
Dynamoblech	200 bis 3000
Eisen	250 bis 680
Nickel	280 bis 2500
Sonderlegierungen	bis 900000

Berechnung der Induktivität einer Spule

Wenn sich die Anzahl der Windungen N verdoppelt, vervierfacht sich die Induktivität L.

Magnetische Energie einer Spule

W_magn = 0,5⋅L⋅I²

Berechnung der gespeicherten Energie

Wenn sich die Stromstärke verdoppelt, vervierfacht sich die gespeicherte magnetische Energie.

Der Zusammenhang zwischen Stromstärke und Spannung: Das Induktionsgesetz

Wenn sich die Stromstärke in einer Spule ändert, dann wird in der Spule eine Spannung erzeugt (induziert).

Die Spannung kann mit dem Oszilloskop gemessen werden.

u(t) = L⋅Δi/Δt

Berechnung des induktiven Spannungsfalls

Je kleiner die Zeitänderung (Zeitdifferenz) Δt, desto größer die induzierte Spannung

Quelle:

http://home.teleos-web.de/vsteinkamp/get/spule/spule.htm

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Induktivität von Spulen ermitteln

beim ausmessen von Spulen für mein Audion ist mir aufgefallen, dass mein L-Messgerät ein Problem hat.

Bei einer Spule, die 470uH haben sollte, zeigt mir mein Gerät 505uH an.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Spule so weit abweichen sollte.
Aus diesem Grund habe ich mir mal eine kleine Messschaltung aufgebaut.

Eine Spule wird ja in einem Schwingkreis ermittelt, also habe ich die Spule über eine sehr niedrige Kapazität an meinen Oszillator angekoppelt.

Mit dem Oszi habe ich jetzt nach der obersten Resonanzfrequenz (grösste Amplitude) gesucht.

Um die Eingangskapazität meiner Prüfspitze weitgehenst auszuschliessen habe ich noch einmal über einen 3,3pF Kondensator gemessen.

Wie erwartet lag die Resonanzfrequenz natürlich daneben.

Die 12,5pF (lt. meiner Messung 16,8pF) machen sich doch stark bemerkbar.
Ein Problem habe ich aber immer noch.

Wie ermittelt man (oder mein L-Meter) die 'echte' Induktivität, da man ja nicht die parasitäre Kapazität kennt?
Wenn man annimmt, dass die Angabe des Herstellers der Spule stimmt, dann kann man die Kapazität über die Resonanzfrequenz ermitteln,

aber wenn die Induktivität und Kapazität abweicht, dann hat man auch die gleiche Resonanzfrequenz.
Kann mir vielleicht hier jemand von Euch weiterhelfen, denn Ich stehe voll auf dem Schlauch.

Ein Problem habe ich aber immer noch.

Wie ermittelt man (oder mein L-Meter) die 'echte' Induktivität, da man ja nicht die parasitäre Kapazität kennt?
Norbert



Hallo Norbert,
wenn ich Dich richtig verstehe, möchtest Du folgendes wissen:
eine reale Spule ist immer ein Gebilde mit einer Induktivität, einer Eigenkapazität und einem Ohmschen Widerstand.
Wenn man den ohmschen Widerstand mal vernachlässigt bzw. dieser 'sehr' klein ist, kann man die Spule als einen Schwingkreis

mit einer Eigenresonanz auffassen, die sich aus Eigeninduktivität und Eigenkapazität ergibt.

Wie groß ist die Eigeninduktivität bzw. die Eigenkapazität?

Ich könnte Dir so auf die Schnelle zwei Methoden vorschlagen, das herauszufinden . . .

Die erste ist die algebraische Methode:
Du mißt einmal die Resonanzfrequenz Deiner Spule mit Deiner Meßanordnung wie gehabt.
Dann schaltest Du einen bekannten Kondensator parallel zur Spule (z.B. das 10fache der vermuteten Eigenkapazität)

und mißt die Resonzfrequenz mit der gleichen Meßanordnung nochmal.

Jetzt hast Du zwei Gleichungen, Thomsonsche Schwingungsgleichungen, für Deine beiden Unbekannten, Eigeninduktivität und Eigenkapazität.

Der Rest ist einfache Algebra.

W1^2 = 1/(L*C1)

und

W2^2 = 1/(L*(C1+C2))

wobei W1 und W2 = Kreisfrequenz bei Resonanz = 2*pi*f1 bzw. 2*pi*f2
f1 = Resonanzfrequenz ohne ZusatzKondensator nur mit (Eigenkapazität + SchaltKapazität) C1
f2 = Resonanzfrequenz mit ZusatzKondensator C2
L = Eigeninduktivität der Spule

Unbekannt sind L und C1. Gemessen werden W1 und W2 und C2.
Voraussetzung ist wie oben angenommen, daß der ohmsche Widerstand der Spule gering ist.

Die Thomsonsche Schwingungsformel gilt exakt nur für verlustlose Spulen.

Die andere Methode ist die graphische Methode.
Du machst mehrere Messungen wie oben aber mit mehreren unterschiedlichen aber bekannten ZusatzKondensatoren.
Dann trägst Du auf Millimeterpapier auf der X-Achse (Abszisse) die jeweilige Zusatzkapazität ein

und darüber in Richtung Y-Achse (Ordinate) den jeweils dazugehörigen gemessenen Wert von 1/W^2.

Wenn alles richtig läuft, kannst Du eine Gerade durch alle Meßpunkte legen.

Die Steigung der Geraden ist die gesuchte Induktivität. (Werte natürlich im MKS-System, also in V, A und sec einsetzen.)
Dort wo die Gerade die Ordinate schneidet kannst Du die Eigenresonanz Deiner Spule ablesen (bzw. aus dem Ordinatenwert berechnen).
Statt Millimeterpapier kann man natürlich auch Excel o.ä. nehmen.


Hallo Norbert
Eine Frage ist, mit welcher tatsächlichen Genauigkeit dein L-Messgerät bei solch relativ kleinen Induktivitätswerten messen kann?
Der andere Punkt ist, ob sich sich im Laufe der Zeit an dieser Spule nicht irgend etwas verändert hat. Ich habe mir ein R-L-C-Messgerät beim blauen C gekauft.

Das misst leider in den kleineren für uns interessanten Messgrößen der Schwingkreistechnik relativ ungenau.

Für genauere Messungen habe ich mir für ca. 30 € einen Selbstbausatz gekauft, der die kleinen Bereiche der Induktivität und Kapazität mit guter Genauigkeit misst.

Das Multimeter ist eben nur als R-Messer und ansonsten für die größeren Maßeinheiten tauglich.
Freundliche Grüße von Dietmar


die Berechnung ist mir ja klar, nur habe ich zwei Unbekannte.
Mal als Beispiel, ich habe hier eine Spule die bei 984,3kHz in Resonanz ist. L und C sind unbekannt.

Jetzt schalte ich einen 3,3pF Kondensator parallel zur Spule, wodurch die Resonanz jetzt bei 919,1kHz liegt.

Trotzdem komme ich aber immer noch nicht auf die Werte der Spule.
Zugegeben, ich habe hier eben gerade etwas geschummelt, denn ich kenne den auf der Spule angegebenen Wert (1mH).

Wenn er stimmen sollte, dann müsste die parallele Kapazität 26,145pF sein. Wie erkennt aber das Messgerät den Wert?
Übrigens, bei C=29,445pF und L=887,92uH komme ich auch auf eine Resonanzfrequenz von 984,3kHz.
Die einzige Möglichkeit, die mir eingefallen ist, das ist eine zusätzliche Strommessung.

Da im Resonanzfall ja Xl=Xc ist, kennt man somit den Blindwiderstand und mit der Formel L=Xl/2*Pi*f lässt sich dann die Induktivität (bzw. Kapazität) errechnen.
Wenn ich mal vieeeeeel Zeit habe, dann werde ich mir mal eine kleine Schaltung zur Messung des Stroms aufbauen.

Bis dahin werde ich mich aber weiterhin auf mein LCR-Messgerät verlassen müssen.

Dietmar Ich glaube, ich habe das gleiche Gerätchen (LCR4080) wie Du.

Die Kapazitäten misst es eigentlich recht gut. Man muss vorher nur immer kalibrieren.

Gruss Norbert


Hallo Heinz,
Mal als Beispiel, ich habe hier eine Spule die bei 984,3kHz in Resonanz ist. L und C sind unbekannt.

Jetzt schalte ich einen 3,3pF Kondensator parallel zur Spule, wodurch die Resonanz jetzt bei 919,1kHz liegt.

Trotzdem komme ich aber immer noch nicht auf die Werte der Spule.

leichtsinnigerweise habe ich angenommen, daß die Sache mit den zwei Gleichungen und den zwei Unbekannten jedem mitlesenden hier ohne weiteres geläufig ist.

In einem früheren Leben war das für mich tägliches Brot.

Deshalb erliege ich immer wieder der irrigen Annahme, daß das für alle anderen genauso ist.

Hier also der Rechengang noch einmal ausführlicher und in Schönschrift:

Quelle:

https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum/thread.php?board=54&thread=126

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Quelle:

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ARDUINO LCR Meter ArduTester V1.13

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ArduTester Fritzing schematics
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Ein Meßgerät für Induktivitäten und Kapazitäten mit einem Atmel ATMega163 Microcontroller (LC-Meter)

Anforderungen
1)  Das LC-Meßgerät muß sowohl sehr kleine Induktivitäten (kleiner 1 μH) als auch sehr große Induktivitäten (nicht unter 100 mH) messen können.
2)  Das LC-Meßgerät muß in der Lage sein, Kapazitäten aufgrund des Layouts und des Oszillators zu ermitteln und bei der Berechung der Induktivität zu berücksichtigen.

     Diese Forderung ist gleichbedeutend mit dem Wunsch, auch unbekannte Kapazitäten messen zu können.
3)  Eine zum vorigen Punkt verwandte Forderung ist, daß eine Induktivität bereits einen Kondensator parallel geschaltet haben darf, der die L-Messung nicht beeinträchtigt.
4)  Idealerweise sollte die Induktivitätsmessung direkt oder indirekt auf eine Widerstandsmessung zurückgeführt werden.

    Grund ist vor allem, daß man nicht an jeder Straßenecke Induktivitäten mit geringer Toleranz und hoher Langzeitstabilität beschaffen kann.

    Bei Kondensatoren ist die Situation schon besser - Kondensatoren mit 2,5% Toleranz sind durchaus im einschlägigen Versandhandel erhältlich.

    Noch geringere Toleranzen sind bei Widerständen möglich - vor allem, wenn sie für Meßzwecke ausgelegt wurden (0,1%).

Quelle:

https://www.dl8nci.de/lc-meter-001.html

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LC-Meter Bausatz mit PIC16F628A - Accurate LC Meter Kit

Stückliste:

1x 16x2 LCD Display with Green / Blue Backlight
1x PIC16F628A Programmed Microcontroller
1x LM311 IC
1x Accurate LC Meter PCB with red solder mask
1x Enclosure
1x Gold Plated Machined 18 DIP IC Socket
1x Gold Plated Machined 8 DIP IC Socket
1x L/C Pushbutton Switch with Black Cap
1x Tactile momentary reset switch with Black Cap
1x Gold Plated 16-PIN LCD Female Header
1x Gold Plated 16-PIN LCD Male Header
1x Gold Plated 2-PIN Header
2x Gold Plated 1-PIN Header
1x 4.000 MHz Crystal
1x High Precision 82uH Inductor
1x 5V Ceramic Reed Relay
1x LM7805 Regulator
1x 10K LCD Contrast Trimmer
2x 1000pF High Precision WIMA Capacitor
1x 100nF High Quality WIMA Capacitor
2x 10pF High Stability Capacitor
2x 10uF Panasonic Capacitor
1x 33 1% Metal Film Resistor
1x 100 1% Metal Film Resistor
1x 1K 1% Metal Film Resistor
2x 6.8K 1% Metal Film Resistor
1x 47K 1% Metal Film Resistor
3x 100K 1% Metal Film Resistor

Quelle:

http://electronics-diy.com/lc_meter.php

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                           Vorsicht:

Entladung vor der Kapazitätmessung !!

                       Kapazität bestimmen

Kondensatoren messen & berechnen, Kapazität C, ESR, phi, X, D, Q

OHNE LCR-Meter

Für kleine Kondensatoren mit < 100nF

Quelle:
https://www.youtube.com/watch?v=z8B2JM_Amjs
http://www.afug-info.de/Tipps-Tricks/Kondensatoren-messen-berechnen/

542_c_fritz-x_Drehspulinstrumente zur Anzeige von Spannungen und Ströme_1a.pdf
http://www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/816844542.pdf




         Meßbereichserweiterung
Messbereichserweiterung -  Drehspulmesswerk mit 3 StromMessbereichen.


2.3   Strom- und Spannungsmessung                 S.30
2.3.1 Anforderungen an Strom- und Spannungsmesser S.30
2.3.2 Eigenschaften des Drehspulmesswerks         S.31
2.3.3 Klassengenauigkeit                          S.31
2.3.4 Messbereichserweiterung                     S.32
2.3.5 Messwertkorrektur                           S.37

Beispiel 2.7
Messgenauigkeit eines Drehspulgerätes der Klasse 1,5 im Messbereich 300mA
Der wahre Wert kann höchstens um 1,5% von 300 mA, also
300rnA x 0,015 = 4.5mA
vom abgelesenen Wert abweichen.
Liest man im Messbereich 300mA  z.B. den Wert 150mA ab, so gilt für den wahren Wert:
I = 150mA +/- 4,5rnA
es ergibt sich also in diesem Fall eine Abweichung von +/-3% vom Messwert
Liest man im Messbereich 300mA  z.B. den Strom 50mA ab, so gilt für den wahren Wert:
I = 50mA +/-4.5mA
nun ist also sogar eine Abweichung von +/-9% möglich.
Würde man im 300mA Messbereich nur den Wert 4,5mA ablesen, so ergäbe sich für den wahren Wert
I =  4.5mA +/-4.5 mA
d.h. der wahre Wert kann im Bereich von 0mA bis 9mA liegen, und die Abweichung des wahren Wertes vom gemessenen Wert kann 100% erreichen.

Der prozentuale Messfehler nimmt also zu, je kleiner der Zeigerausschlag ist.
Daher ist es nötig, für jede Messung einen Messbereich zu haben, bei dem der Zeiger möglichst dicht an das Skalenende herankommt.
Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, das Messwerk eines Instrumentes für verschiedene Messbereiche
z.B. 50uA, 300uA 1mA, 3mA, 10mA 30mA 100mA usw..) verwendbar zu machen: Messbereichserweiterung.

Außerdem können Drehspulinstrumente auch zur Anzeige von Spannungen verwendet werden.
Fließt z.B. durch das Instrument nach Beispiel 2.6 der Vollausschlagsstrom. so liegt am Instrument die Vollausschlagsspannung

Umv = Imv x Rm

                        GL. (2.35)

2.3.4 Messbereichserweiterung

Strom-Messbereichserweiterung
Falls mit einem Drehspulmessgerät ein Strom gemessen werden soll, der größer als der Vollausschlagsstrom Imv ist, so lässt sich der Messbereich durch einen Parallelwiderstand Rp entsprechend erweitern (Bild 2.21).
Wenn durch das Messwerk z.B. gerade der Vollausschlagsstrom Imv fließt, dann erreicht der Gesamtstrom I gemäß der Stromteilerformel Gl. (2.29a) den Wert

                  GL. (2.36a)

Bild 2.21 Parallelschaltung eines Widerstandes zum Messwerk.


Diesen Strom Iv kann man nun also dem Skalenendwert anstelle des Stromes lmv zuordnen, denn der Gesamtstrom I ist es ja, der von der Klemme a zur Klemme b fließt und der gemessen werden soll.


Beispiel 2.8
Berechnung eines Parallelwiderstandes zur Strom- Messbereichserweiterung
Ein Drehspulinstrument mit dem Vollausschlagsstrom Imv = 50uA und dem Messwerkswiderstand Rm = 1k Ohm soll Ströme bis zum Wert I = 1mA messen.

Wie groß muss Rp sein?

Lösung:
Die GI. (2.36a) lässt sich nach Gp auflösen:



       GL. (2.36b)

Schaltet man diesen Widerstand zum Messwerk parallel, dann bedeutet - wie gefordert - Vollausschlag des Messinstruments, dass der Gesamtstrom I den Wert Iv = 1mA erreicht.
Normalerweise wird in sogenannten Vielfach-Instrumenten ein einziges Messwerk für mehrere Messbereiche verwendet,
z.B. 6 Strom- und 6 Spannungs-Messbereiche.


Beispiel 2.9
Dimensionierung der Widerstände eines Vielfach-Messgeräts (Strommessung)
Ein Drehspulmesswerk hat den Vollausschlagsstrom lmv = 50uA und den Messwerkswiderstand Rm = 900 Ohm

Bild 2.22 Drehspulmesswerk mit drei Strom-Messbereichen


Das Messgerät soll drei Messbereiche haben:
100uA, 300uA, 1mA.
Zwischen den Schalterstellungen A, B, C in Bild 2.22, und den drei Strombereichen soll folgende Zuordnung gelten:

Schalterstellung    Messbereich
                     A    0 ...1 mA
                     B    0 ...300 uA
                     C    0 ...100 uA

Die Widerstände R1, R2 und R3 sollen allgemein und für den Sonderfall Rm = 900 Ohm berechnet werden.

Lösung:
Bei Anschluss an Klemme A und Vollausschlag des Messwerks muss entsprechend der Stromteilerformel Gl. (2.29b) gelten:

                              GL. (2.37a)


bei Anschluss an Klemme B:

                             GL. (2.37b)


bei  Anschluss an Klemme C:

                            GL. (2.37c)


Durch einfache Umformung ergibt sich aus den GL. (2.37):

             GL. (2.38a)


              GL. (2.38b)


           GL. (2.38c)

Aus der Addition der GL. (2.38a) und (2.38c) erhält man nun

Addition der GL. (2.38b) und der mit (-5) multiplizierten GI. (2.38c) liefert

Aus GL. (2.38c) folgt dann

Mit Rm = 900 Ohm wird also





Spannungs-Messbereichserweiterung
Falls eine Spannung gemessen werden soll, die größer ist als UMV, vgl. Gl. (2.35), so lässt sich der Messbereich durch einen Vorwiderstand Rr entsprechend erweitern (Bild 2.23).

Bild 2.23 Reihenschaltung eines Widerstandes zum Messwerk.


Wenn am Messwerk z. El gerade die Vollausschlagsspannung Umv liegt, dann
erreicht die Spannung U an der Reihenschaltung gemäß der Spannungsteilerformel Gl. (2.17) den Wert


   GL. (2.39a)

Diese Spannung Uv kann man nun also dem Skalenendwert anstelle der Spannung Umv zuordnen, denn die Gesamtspannung U ist es ja, die zwischen den Klemmen a und b liegt und die gemessen werden soll.

Beispiel 2.10
Berechnung eines Vorwiderstandes zur Spannungs-Messbereichsenveiterung.

Ein Drehspulgerät mit dem Vollausschlagsstrom Imv = 50uA und dem Messwerkswiderstand Rm = 1k Ohm soll Spannungen bis zum Wert U = 100V messen.
Wie groß muss Rr sein?

Lösung:
Das Messwerk hat die Vollausschlagsspannung
Die GL. (2.39a) lässt sich nach Rr auflösen:



Schaltet man diesen Widerstand in Reihe zum Messwerk, dann bedeutet - wie gefordert - Vollausschlag des Messinstrumentes, dass die Gesamtspannung U den Wert Uv = 100V erreicht.

Beispiel 2.11
Dimensionierung der Widerstände eines Vielfach-Messgerätes (Spannungsmessung)
Ein Drehspulmessgerät hat den Spulenwiderstand Rm = 1R = 1 Ohm.
Wenn es vom Strom Im  = 100mA durchflossen wird, dann schlägt es voll aus.
Um = Im x Rm = 0,1A x 1R = 0,1V

0,1V = 1 Ohm                  (  1R)

0,3V = 1 + 2 Ohm              (  3R)

1,0V = 1 + 2 + 7 Ohm          ( 10R)
3,0V = 1 + 2 + 7 + 20 Ohm     ( 30R)

10V = 1 + 2 + 7 + 20 + 70 Ohm (100R)

Es soll als Spannungsmesser eingesetzt werden und vier Messbereiche haben (Bild 2.24).
Zwischen den Schalterstellungen A, B, C, D und den 4 Spannungs-Messbereichen soll folgende Zuordnung gelten:


Schalterstellung    Messbereich

               A    0 .. 300 mV
               B    0 ..   1  V
               C    0 ..   3  V
               D    0 ..  10  V


Bild 2.24 Drehspulmessgerät mit 4 Spannungs-Messbereichen.


Die Widerstände R1 .. R4 sollen berechnet werden.
Welchen Widerstand Ri hat das Messgerät in den verschiedenen Messbereichen?

Lösung:
In Schalterstellung A gilt: Imv x  (Rm + R1) = 300mV


Der Widerstand Ri des Messgerätes ist in diesem Messbereich


In Schalterstellung B gilt: Imv x (Rm + R1 + R2) = 1V

Der Widerstand Ri des Messgerätes ist in diesem Messbereich


In Schalterstellung C gilt: Imv x  (Rm + R1 + R2 + R3) = 3 V



Der Widerstand Ri des Messgerätes ist in diesem Messbereich




In Schalterstellung D gilt: Imv x (Rm + R1 + R2 + R3 + R4) = 10V



Der Widerstand Ri desMessgerätes ist in diesem Messbereich



Anmerkung:
Das betrachtete Messwerk (Rm = 1 Ohm, Imv  = 100 mA) hat die Vollausschlagsspannung



Das Gerät (Messwerk + Vorwiderstände) hat daher in allen Messbereichen den auf die jeweilige Vollausschlagsspannung bezogenen (niedrigen) Innenwiderstand



Zur Spannungsmessung wäre daher ein Messwerk geeigneter, dessen Spule einen höheren Widerstand RM hat:
würde z.B. die Anzahl der Windungen erhöht und dadurch Rm = 1k Ohm, Imv = 100uA, so bliebe zwar Umv = 100mV, aber es ergäbe sich

Von Vorteil wäre ein Gerät mit Rm = 1 Ohm wegen der geringeren Spulengröße bei Strommessungen in den Messbereichen von 100 mA an aufwärts,
es fehlen ihm aber Messbereiche unter 100 mA.

2.3.5 Messwertkorrektur
Spannungsrichtige Messung

                        Bild 2.25 Spannungsrichtige Messung.


Soll an einem Widerstand R1 (Bild 2.25) die Spannung gemessen werden, so schaltet man den Spannungsmesser parallel zu R1.
Will man gleichzeitig auch den Strom messen, der durch R1 fließt, so kann man die Schaltung 2.25 wählen.
Diese Schaltung hat aber den Nachteil, dass der Strommesser nicht I1, sondern I misst.
Der Strom Im durch den Spannungsmesser verfälscht die Anzeige des Strommessers.

Hierbei gilt

GL. (2.40)


Wenn der Widerstand Ri des Spannungsmessers bekannt ist, kann aus dem gemessenen Wert l der Wert I1 des tatsächlich durch R1 fließenden Stromes berechnet werden.
Man bezeichnet dies als Stromkorrektur.
Da die gemessene Spannung U1 bei der Schaltung 2.25 mit der Spannung an R1 identisch ist, nennt man eine Messung nach der Schaltung in Bild 2.25 eine spannungsrichtige Messung.

Umgekehrt ergibt sich der minimal mögliche Leitwert Gs1 aus den Werten Is= 0,85mA und Us1 = 11,5V


Die Ungenauigkeit der verwendeten Messgeräte (± 5% vom Skalenendwert) führt hier also zu einer noch viel größeren Ungenauigkeit bei der Widerstandsmessung:


Bei der Widerstandsmessung ist also eine Abweichung von +/- 36 % möglich.

Anmerkung zu a):
Ohne Stromkorrektur (und ohne Berücksichtigung der Ungenauigkeit des Messgerätes) hätte sich ergeben


die Stromkorrektur (d.h. die Berücksichtigung des Innenwiderstandes des Spannungsmessers) darf hier also nicht unterbleiben,
Bei der Messung des Widerstandes R1 = 12,5k Ohm hätte stromrichtige Messung (bei idealer Messgenauigkeit) für Ri = 10 Ohm
z.B. zu folgenden Messwerten geführt (Bild 2.26):


Ohne Spannungskorrektur ergibt das

Mit Spannungskorrektur hätte sich für Ri = 10 Ohm ergeben:

Bei stromrichtiger Messung hätte also in diesem Fall der Spannungsabfall am Strommesser vernachlässigt werden können.
Die Spannungskorrektur ist hier überflüssig, weil ihr Einfluss wesentlich geringer ist als der mögliche Fehler eines Präzisions-Messgerätes.

Allgemein gilt:
Wenn der zu messende Widerstand klein ist (im Vergleich zum Innenwiderstand Ri des Spannungsmessers), ist spannungsrichtige Messung zweckmäßig.
Ist dagegen der zu messende Widerstand groß, so ist die stromrichtige Messung geeigneter.

Quelle:

https://books.google.at/books?id=Fv5eCAAAQBAJ&pg=PR8&lpg=PR8&dq=2.3+Strom-+und+Spannungsmessungen+Brabetz&source=bl&ots=7VyjTpHRS1&sig=hibL09ITNY4jvFlLxDVQQcdkqxw&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjn2_666_XPAhUnKcAKHdJ2BuQQ6AEIHjAA#v=onepage&q=2.3%20Strom-%20und%20Spannungsmessungen%20Brabetz&f=false

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Das Drehspulmeßwerk

1.1 Aufbau und Wirkungsweise

1.2. Zwischen den Polschuhen eines Dauermagneten sitzt die drehbar gelagerte Spule.
In der Mitte der Spule befindet sich ein feststehender, zylindrischer Eisenkern (Außenpolmeßwerk ? siehe Bild).
Die Stromzuführung zur Drehspule erfolgt über die beiden Spiralfedern, die das Gegendrehmoment liefern.
Für die Dämpfung der Zeigerschwingung sorgt der als Kurzschlußwindung ausgebildete Spulenrahmen aus Aluminium.
Man unterscheidet zwei verschiedene Bauformen:
Das Kernmagnetmeßwerk und das Außenpolmeßwerk.
Beim Kernmagnetmeßwerk befindet sich der Dauermagnet im Inneren der Drehspule (an der Stelle, die beim Außenpolmeßwerk der Weicheisenkern ausfüllt).
Der äußere magnetische Rückschluß erfolgt hier über einen Weicheisenmantel.
Dieses Meßwerk kann in kleineren Bauformen hergestellt werden. Drehspulmeßwerke werden wegen ihrer hohen elektrische Empfindlichkeit durch zwei antiparallel geschaltete Siliziumdioden geschützt.
Durch ihre Schwellspannung begrenzen sie die Spannung am Meßwerk in beiden Richtungen auf 600...700 mV.
Wird nun die Drehspule von Gleichstrom durchflossen, so entstehen in den beiden Spulenschenkeln tangentiale Kräfte, die ein Drehmoment auf die Zeigerachse ausüben.
Die Spule wird soweit gedreht, bis ein Gleichgewichtszustand zum Gegendrehmoment der Spiralfeder hergestellt ist.
Über einen an der Spule befestigten Zeiger kann der Ausschlag auf einer linearen Skala abgelesen werden.

1.3. Eigenschaften des Drehspulmeßwerks:
direkte Messung nur von Gleichströmen bzw. Gleichspannungen möglich.
Wechselgrößen können nur mit Hilfe von Zusatzbeschaltungen gemessen werden.
sehr präzise Messungen (bis Genauigkeitsklasse 0,1 möglich).
geringer Eigenverbrauch (< 5mW).
lineare Skala.
Drehmoment ändert mit dem Strom seine Richtung, der Nullpunkt kann daher auch in der Skalenmitte liegen.
Anzeige des arithmetischen Mittelwertes.
Sehr empfindlich gegen elektrische und thermische Überlastung.


2.0 Messung:

2.1 Gleichstrom:
2.2 Bei der Gleichstrommessung erfolgt die Messbereichserweiterung durch einen Nebenwiderstand.
Dieser auch als Shunt bezeichnete Widerstand liegt oft in der Größenordnung weniger mW.
Da der Spannungsabfall an diesem ohmschen Widerstand direkt proportional zum fließenden Strom ist kann er an der Skala abgelesen werden.
Bei Mehrbereichsstrommessern sind die Nebenwiderstände mit dem Meßwerk zu einem geschlossenen Ring verschaltet.
Durch diese Ringschaltung wird verhindert, daß die an den Übergangswiderständen des Meßbereichsschalters auftretenden Spannungsfälle mit angezeigt werden.

2.3 Gleichspannung:
2.4 Die Gleichspannung kann direkt vom Meßwerk gemessen werden.
Bei der Umschaltung in höhere Meßbereiche werden Vorwiderstände zum Meßwerk in Reihe geschaltet,

so daß sich der Innenwiderstand entsprechend dem Verhältnis zum vorherigen Meßbereichsendwert vergrößert.
Bei einem Mehrbereichs-Spannungsmesser hat der bei Meßbereichsendwert fließende Meßstrom in jedem Meßbereich den gleichen Wert.

2.6 Wechselspannung:
2.6 Da das Drehspulmeßwerk nur den arithmetischen Mittelwert bilden kann, sind einfache Drehspulinstrumente für die Wechselspannungsmessung mit einem Gleichrichter ausgerüstet.
Somit würde das Meßwerk den Gleichrichtwert anzeigen.
Damit das Meßwerk nun den Effektivwert der Wechselspannung anzeigt, wird in die Skala der Formfaktor F=1,11 (gilt nur für Sinusfürmige Spannungen) eingeeicht.
Dies bedeutet, daß Gleichrichtinstumente nur bei sinusfürmigen Spannungen den wahren Effektivwert anzeigen, da der eingeeichte Formfaktor nur für diese Kurvenform gilt.
Der Gleichrichter erzeugt aufgrund der nichtlinearen Diodendurchlasskennlinien einen Linearitätsfehler.
Außerdem muß die Meßspannung die Schwellspannung der Dioden erst überschreiten, bevor etwas gemessen werden kann.
Darum haben teure Meßgeräte einen Meßverstärker integriert, der den Linearitätsfehler und den Temperaturfehler der Dioden kompensiert.

2.7 Wechselstrom:
2.8 Die Messung von Wechselstrom ist problematisch, da am Nebenwiderstand eine relativ große Spannung abfallen muß (>1V) um die Schwellspannung der Dioden zu überschreiten.
Damit würde am Nebenwiderstand eine beträchtliche Verlustleistung auftreten.
In der Praxis ersetzt man den Shunt durch einen Stromwandler, der eine höhere Sekundärspannung liefert.

2.9 Widerstandsmessung:
Der zu messende Widerstand Rn wird mit einem eingebauten Vergleichswiderstand Rv in Reihe geschaltet und bildet somit einen Spannungsteiler.
Das Instrument zeigt die Spannung über Rn an und ist mit einem Vorwiderstand so abgeglichen, daß der Zeiger am Meßbereichsende bei Ow steht, wenn die ganze Batteriespannung am Rv liegt.
Bei vielen Meßgeräten ist ein Poti vorhanden, mit dem dieser Ow -Abgleich vorgenommen werden kann.
Die Skala beginnt mit dem Wert R=¥ .
Die höchste Auflösung bei der Ablesung liegt im mittleren Bereich der Skala.

Quelle:
http://www.klausuren.de/inhalt/kategorie/physik-1/das-drehspulmesswerk.html



Drehspulinstrumente sind immer Strommesser.
Hier befindet sich eine stromdurchflossene Spule (mit einem variablen Magnetfeld) in einem konstanten Magnetfeld.
Die Spule dreht sich, je nachdem in welche Richtungen die beiden Magnetfelder zeigen.
Nun ist der Spulenrahmen an einer Achse mit zwei Spiralfedern befestigt, die drei Aufgaben haben:
Je stärker das erzeugte Magnetfeld ist, desto weiter soll sich die Spule drehen.
Dazu müssen die Federn einen Gegendruck ausüben.
Fließt weniger oder kein Strom mehr durch die Spule, muß die Spule wieder in die Ausgangsstellung zurückkehren.
Die Federn wirken als Rückstellkraft.
Irgendwie muß der Strom die bewegliche Spule erreichen.
Das geschieht zweckmäßigerweise über die beiden Federn.

Befestigt man an der Achse einen Zeiger, der über eine Skala laufen kann, läßt sich ein Wert ablesen.
Bei einer Messung wird immer ein bekannter Wert mit einem unbekannten verglichen.
Das sind hier zwei Magnetfelder; das bekannte stammt von einem Dauermagneten, das unbekannte wird durch die bewegliche Spule erzeugt.
Der Magnetismus einer Spule ist immer von Windungszahl und Stromstärke abhängig.
Da die Windungszahl konstant bleibt, ist die Stärke des Magnetfeldes direkt abhängig vom durchflossenen Strom der Spule.
Das bedeutet, dass der die Skala in Stromwerte geeicht werden kann.
Da die Spule üblicherweise aus isoliertem Kupferdraht gewickelt wird, hat sie einen bestimmten Innenwiderstand.
Aus dem Ohmschen Gesetz abgeleitet, lassen sich somit auch Spannungen messen.

Problemstellung
Gelegentlich hat man die Aufgabe, ein Drehspulinstrument auf einen anderen Anzeigewert zu bringen.
Das geht freilich nur, wenn das verwendete Instrument empfindlicher ist als der gewünschte Meßbereich.
Die Meßbereichsänderung wird mit Widerständen vorgenommen.
Wird ein höherer Strom gewünscht, muss der „überschüssige“ Strom mit einem Widerstand am Messwerk vorbei geleitet werden.
Wird eine höhere Spannung gebraucht, wird die „überschüssige“ Spannung in einem Vorwiderstand abgebaut.
Dieser Vorwiderstand bildet zusammen mit dem Innenwiderstand des Messwerks einen Spannungsteiler.

Ändern für einen Meßbereich
Hierfür habe ich eine Excelmaske erstellt.
Von dem Drehspulinstrument müssen in der Regel
Strommessbereich (100uA = 0,1mA)
Innenwiderstand ( 1,0k 1,22k 1,9k Ohm)
bekannt sein.
Diese gegebenen Werte können in die weißen Felder eingetragen werden.
Die gelben Felder zeigen das Ergebnis der Berechnungen.

Es gibt vier Situationen, und vier Tabellenblätter dazu:

Tabelle 1/4 Strom
Erweiterung eines in Strom geeichten Drehspulinstruments auf einen höheren Strommessbereich.

Tabelle 2/4 Stron + Innenwiderstand
Erweiterung eines in Strom geeichten Drehspulinstruments auf einen höheren Strommessbereich, der einen bestimmten Innenwiderstand haben soll.

Tabelle 3/4 Spannung-1
Erweiterung eines in Strom geeichten Drehspulinstruments auf einen Spannungsmessbereich.

Tabelle 4/4 Spannung-2
Erweiterung eines in Spannung geeichten Drehspulinstruments auf einen höheren Spannungsmessbereich.

Einfache Erweiterung


Tabelle 1/4     Strom
Erweiterung eines in Strom geeichten Drehspul-Instruments auf einen höheren Strom-Messbereich.




Tabelle 2/4     Strom + Innenwiderstand
Erweiterung eines in Strom geeichten Drehspul-Instruments auf einen höheren Strommessbereich,
der einen bestimmten Innenwiderstand haben soll.




Tabelle 3/4     Strom auf Spannung-1
Erweiterung eines in Strom geeichten Drehspulinstruments auf einen Spannungsmessbereich.

Siehe auch weit OBEN
Beispiel 2.11
Dimensionierung der Widerstände eines Vielfach-Messgerätes (Spannungsmessung)

Um = Im x Rm = 0,1mA x 1k = 0,1V  MONACOR Drehspul Einbauinstrument PM-2 100UA  Klasse 2.0
10V  = 1k + 2k + 7k + 20k+70k (100k)
20V  = 1k +2k+7k+20k+70k+100k (200k)

Rv = gelb

Tabelle 4/4     Spannung auf Spannung-2

Erweiterung eines in Spannung geeichten Drehspulinstruments auf einen höheren Spannungsmessbereich.


542_c_fritz-x_Strombereich Erweiterung eines Drehspulinstruments_1a.xls


Natürlich ist man bestrebt, für Strommessungen den Innenwiderstand möglichst klein zu halten, damit der Stromkreis möglichst wenig belastet wird.
Bei Spannungsmessungen muss der Innenwiderstand hingegen möglichst groß sein, damit bei der Messung die Spannungsquelle möglichst wenig belastet wird.
Einen Sonderfall ergibt die Erweiterung zu einem höheren Strommessbereich mit einem bestimmten Innenwiderstand.

Das ist bei der Verwendung einer Shuntkette für ein Multimeter notwendig.

Ändern für viele Meßbereiche

Für die Messbereichserweiterung in einen höheren Strommessbereich wird ein Shuntwiderstand (Nebenschluß) parallel zum Meßwerk geschaltet.
Stellen Sie sich vor, Sie machen das umschaltbar für viele Bereiche.
Das funktionioniert auch – theoretisch.
Problematisch ist aber der Moment des Umschaltens, oder die sichere Kontaktgabe.
Es kann vorkommen, dass der Strom nicht den Shuntwiderstand passiert und in voller Stärke das Drehspulinstrument zerstört.
Daher müssen alle Shuntwiderstände immer fest mit dem Meßwerk verbunden sein.
Die Berechnungen hierzu sind relativ komplex, wenn man sie auf Papier ausführt.
Für die Spannungsmessung ist es ebenfalls sinnvoll, die Vorwiderstände hintereinander aufzubauen.
Das sorgt für eine etwas höhere Spannungsfestigkeit und eine bessere Wärmeabgabe.
Für beide Fälle dient die folgende Berechnungsmaske mit zwei Blättern:

Vielfache Erweiterung

300_d_GOSSEN-x_Drehspul-Weitwinkelspannungsmesser Typ PYK 2-UR 130x98mm_1a.pdf

Strommessbereich = 100mV
Innenwiderstand     = 100R  = 1kOhm/Volt

Strom                      =     1mA

300_c_fritz-x_Berechnung der Shuntwiderstände zur Bereichserweiterung von Amperemetern_1a.xls 542_c_fritz-x_Strombereich - Shuntberechnung eines Drehspulinstruments_1a.xls

Natürlich lassen sich viele Strom- und Spannungsmessbereiche auch miteinander kombinieren.
Dann hat man ein Multimeter.

Tipp zur Übung:
Probieren Sie mal den Schaltplan eines einfachen Drehspulmultimeters mit meinen Excelmasken zu berechnen.
Das dient auch als Beispiel.

Rparallel 3.000 Ohm

Rm 1.000 Ohm

Re = 4k // 1k = 750 Ohm x 0,1mA = 75mV  ( = 75uV x 1k = 75mV)

9.250 + 750 = 10.000 Ohm = 1V   ( = 10k Ohm / Volt)

10k + 21,6k = 31,6k Ohm = 3,16V

31,6k + 68,4k = 100k Ohm = 10V

100k + 216k = 316k =Ohm = 31,6V

316k + 684k = 1.000k = 100V

1.000k + 2.160k = 3.160k = 316V

3.160k + 3.420k + 3.420k = 10.000.000 = 1.000V

Der praktische Aufbau
Sie haben nun das Problem, dass Sie lauter Widerstände mit krummen Werten brauchen.
Die gibt es nicht einfach so zu kaufen, können aber aus zwei handelsüblichen Widerständen miteinander kombiniert werden.
Meistens verwende ich hier handelsübliche Metallschichtwiderstände 1W 1%  in der E6-Reihe (z.B. ... 100Ω, 150Ω, 220Ω, 330Ω, 470Ω, 750Ω, 1kΩ, 1,5kΩ ...).
Achten Sie aber unbedingt auf ausreichende Spannungsfestigkeit und Belastbarkeit.
Die Spannungsfestigkeit lässt sich durch Hintereinanderschalten ähnlich großer Widerstände verbessern.
In der Summe müssen diese eben den gewünschten Wert haben.
Für höhere Leistungen sollten Sie stärker belastbare Widerstände verwenden oder auch Widerstandsdraht.

Hier bekommen Sie eine ExcelTabelle, die die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten von zwei Widerständen zeigt:

Kombination von zwei Widerständen     parallel und seriell

542_c_fritz-x_Widerstandsschaltung von 2 Widerständen parallel und seriell_1a.xls

Nun bleibt nur noch, eine passende Skala zu erstellen.
Dazu wird die alte Skala vorsichtig ausgebaut, gescannt und in einem Grafik- oder Bildbearbeitungsprogramm umgezeichnet.

http://www.razyboard.com/system/morethread-messbereichserweiterung-fuer-ein-drehspulinstrument-rfm_radiowelt-2127656-5619127-0.html

siehe auch

Quelle:

https://prof.beuth-hochschule.de/uploads/media/Messtechnik_WS1213.pdf   (91 Seiten)







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        Meßbereichserweiterung

            Messbereichserweiterung

Aus Platzgründen bezieht sich die Skala eines Messgerätes immer nur auf einen bestimmten eingestellten Messbereich.
Da die Messwerte nicht immer im gleichen Messbereich liegen (z. B. von 1,0V bis 10V), muss der Messbereich reduziert bzw. erweitert werden.
Bei Spannungsmessgeräten wird dazu nur der Vorwiderstand des Messwerkes geändert.
Bei Strommessgeräten wird der Parallelwiderstand des Messwerkes geändert.
Um Messfehler gering zu halten, sollte der Zeigerausschlag eines analogen Messgerätes im letzten Drittel der Skala liegen.

Messbereichserweiterung bei Spannungsmessgeräten

Messbereichserweiterung bei Spannungsmessern erfolgt immer dann, wenn die zu messende Spannung das Messwerk beschädigen könnte.
Bei einem Spannungsmesser ist der Vorwiderstand Rv in Reihe zum Messwerk geschaltet.
Am Vorwiderstand muss das Zuviel an Spannung abfallen.

• Bei 2-facher Messbereichserweiterung ist R_V = 1 • R_M
• Bei 3-facher Messbereichserweiterung ist R_V = 2 • R_M
• Bei n-facher Messbereichserweiterung ist R_V = (n-1) • R_M

Messbereichserweiterung bei Strommessgeräten

Messbereichserweiterung bei Strommessern erfolgt immer dann, wenn der zu messende Strom das Messwerk beschädigen könnte.
Bei einem Strommesser ist der Shunt Rp parallel zum Messwerk geschaltet.
Der Widerstand muss das Zuviel an Strom aufnehmen.

• Bei 2-facher Messbereichserweiterung ist R_P = R_M
• Bei 3-facher Messbereichserweiterung ist R_P = 1/2 • R_M
• Bei n-facher Messbereichserweiterung ist R_P = 1/n-1 • R_M

Quelle:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0210221.htm

Messfehlerschaltungsarten

Bei der indirekten Widerstandsmessung mit Strom- und Spannungsmessgerät macht man sich das Ohmsche Gesetz zunutze,

um aus den gemessenen Strom- und Spannungswerten den unbekannten Widerstand zu berechnen.
Weil das Messergebnis durch den Innenwiderstand des Strom- und Spannungsmessgeräts verfälscht wird,

wählt man je nach Größe des unbekannten Widerstands eine andere Messschaltung.

Stromfehlerschaltung (Strommesser vor Spannungsmesser)

Bei der Stromfehlerschaltung besteht eine Parallelschaltung aus dem Innenwiderstand des Spannungsmessers und dem zu messenden Widerstand.
Durch den Spannungsmesser fließt ein Strom Iu.
Dieser verfälscht den zu messenden Strom Ir, der durch den zu messenden Widerstand fließt.
Der Strom Iges ist um den Strom Iu, der durch den Spannungsmesser fließt, zu groß.

Messung mit R = 220 Ω

U in Volt	I in mA	R in Ω (berechnet) Stromfehlerschaltung	R in Ω (berechnet) Spannungsfehlerschaltung
20	90	222	222
0,2	0,91	220	333

Typischerweise ist der Innenwiderstand von Spannungsmessern sehr groß.
Die Stromfehlerschaltung eignet sich deshalb nur zur Widerstandsmessung an kleinen Widerständen,

wo der Strom durch den Innenwiderstand des Spannungsmessers, die Messung sehr wenig beeinflusst.
Sobald man mit dieser Schaltung an einem großen Widerstand messen will, verfälscht die Parallelschaltung

aus Innenwiderstand des Spannungsmessers und dem zu messenden Widerstand das Ergebnis.

Spannungsfehlerschaltung (Spannungsmesser vor Strommesser)

Bei der Spannungsfehlerschaltung entsteht ein Spannungsteiler aus dem Innenwiderstand des Strommessgerätes und dem zu messenden Widerstand.
Der Spannungsabfall Ui am Strommessgerät verfälscht die Spannungsmessung.
Die gemessene Spannung Uges ist um die Spannung Ui zu groß.

Messung mit R = 10 kΩ

U in Volt	I in mA	R in Ω (berechnet) Stromfehlerschaltung	R in Ω (berechnet) Spannungsfehlerschaltung
20	2,4	8333	10000
0,2	0,024	8333	10000

Typischerweise ist der Innenwiderstand von Strommessern sehr klein.
Die Spannungsfehlerschaltung eignet sich deshalb nur für Messungen an großen Widerständen, wo der Spannungsabfall am Innenwiderstand des Strommessers die Messung sehr wenig beeinflusst.
Sobald man mit dieser Schaltung einen kleinen Widerstand messen will, verfälscht die Reihenschaltung aus Innenwiderstand des Strommessers und dem zu messenden Widerstand das Ergebnis.
Elektronische Multimeter sind bei der Spannungsmessung sehr hochohmig (1,0..10M Ohm).
Daher hat die Stromfehlerschaltung nur dann eine Bedeutung wenn sehr kleine Ströme (µA-Bereich) gemessen werden.
Die Spannungsfehlerschaltung kommt aber ebenso zur Anwendung, weil der Shunt-Widerstand im Messgerät einen relevanten Spannungsabfall bewirkt.

Quelle:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0306091.htm

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