Por que os multímetros digitais comuns não medem a indutância?

Mesmo com circuitos predominantemente digitais, estou usando indutores com muito mais frequência do que costumava, geralmente devido a todos os conversores buck ou boost (uma placa recente em que estive envolvida possui 12 trilhos de tensão diferentes - seis deles necessários apenas pelo TFT LCD).

Eu nunca vi um multímetro digital padrão (DMM) com uma faixa de indutância. Então acabei comprando um medidor separado que faz medições de LC.

No entanto, muitos DMMs têm uma escala de capacitância. Como capacitores e indutores podem ser vistos como imagens espelhadas um do outro com tensão e corrente invertidas, por que os DMMs também não incluem uma escala de indutância? O que há de tão difícil em medir a indutância, que é deixada de fora dos DMMs e relegada a medidores especiais?

Como os medidores de indutância geralmente são medidores de LC (mesmo LCR), eles medem a capacitância de uma maneira diferente dos DMMs? Eles são mais precisos que a escala de capacitância de um DMM?

A única razão pela qual os DMMs não podem medir indutâncias é que é mais difícil medir indutância do que resistência ou capacitância: essa tarefa requer circuitos especiais, que não são baratos. Como há poucas ocasiões em que são necessárias medições de indutância, os DMMs padrão não possuem essa funcionalidade, o que permite um custo mais baixo.

DMMs simples podem medir a capacitância apenas carregando o capacitor com uma corrente constante e medindo a taxa de aumento de tensão. Essa técnica simples fornece surpreendentemente boa precisão e ampla faixa dinâmica; portanto, pode ser implementada em praticamente qualquer DMM, sem grandes penalidades de custo. Existem outras técnicas também.

Teoricamente, pode-se medir a indutância aplicando uma tensão constante em um indutor e medindo o acúmulo de corrente; no entanto, na prática, essa técnica é muito mais complicada de implementar, e a precisão não é tão boa quanto nos capacitores devido aos seguintes motivos:

• Os indutores podem ter resistência e capacitância parasitária relativamente altas
• Perdas do núcleo (em indutores com núcleo)
• IME (incl. Indutância e capacitância perdidas)
• Efeitos dependentes da frequência em indutores
• Mais

Existem poucas técnicas para medir indutâncias (algumas delas são descritas aqui ).

Os LCRs são medidores especiais projetados para medições de indutância e contendo o circuito necessário. Essas são ferramentas caras.

Como o hardware para medir a indutância também pode ser usado para a medição precisa de R e C, os LCRs também empregam esse circuito para melhorar a precisão das medições de capacitância e resistência (por exemplo: resistência CA, capacidade CA, ESR etc.). Acredito que a diferença entre medir indutância e capacitância com LCR é apenas uma questão de diferentes algoritmos de firmware, embora seja apenas um palpite.

Portanto, a resposta geral à sua pergunta é "sim, as LCRs geralmente são mais precisas nas medições de RC do que os DMMs e podem medir uma faixa mais ampla de quantidades mensuráveis". No entanto, isso é apenas uma regra de ouro - existem muitos DMMs excelentes e LCRs ruins por aí ... Leia as especificações.

Os resistores são muito puros em comparação com um indutor, pois um resistor comum comum tem uma quantidade muito pequena de indutância e capacitância de vazamento. A resistência em 99,9% das vezes domina a leitura.

Os capacitores também são razoavelmente puros quando se trata de montar dispositivos de superfície normalmente. A auto-indutância é bastante baixa e é a mesma resistência a vazamentos e ESR. Novamente, a reatância capacitiva em uma vasta faixa de valores domina uma medição e fornece resultados decentes com métodos simples de teste.

Os indutores são uma história diferente. Pode ser difícil separar a VHS do valor reativo em baixas frequências, a menos que uma medição de resistência CC também seja realizada. A ESR também aumenta com a frequência devido aos efeitos de pele e proximidade. Além disso, está o problema de um componente de ferida ter uma capacitância de vazamento relativamente alta, e essa capacitância pode gerar uma leitura à medida que você se aproxima e se eleva acima e acima da frequência de auto-ressonância, dificultando a identificação dos valores dos indutores com testes relativamente simples .

É verdade que os indutores podem ser componentes mais complicados do que resistores ou capacitores. Mas o motivo pelo qual os DMMs comuns não têm medição de L é provavelmente mais devido às forças do mercado. Na verdade, eu já tive um DMM barato com medição L, mas minha coleção atual de DMMs não pode medir L.

Você pode medir todos os aspectos de um componente magnético, como um indutor simples ou um transformador de vários enrolamentos, com dispositivos complicados, como no link de Vasili, ou comprar uma LCR simples para a medição de indutância, como essa coisa de 60 euros. De acordo com o manual do usuário on-line, aplica um seno de 250 Hz ao indutor sob investigação, em série com um resistor. O resistor em série pode ser selecionado com o botão de escala. Para uma explicação mais detalhada, veja, por exemplo, aqui.

Quanto à segunda pergunta do OP, não acredito que os medidores de indutância sejam medidores "LC". Isso sugeriria que estas medissem usando um circuito de ressonância. O método mais simples de medir L ou C é com um resistor em série e um oscilador de baixa frequência. Um DMM barato e uma LCR barata usarão esse método. A precisão com DMM ou LCR será, portanto, semelhante. No entanto, como os indutores têm mais efeitos parasitas que os capacitores, como resistência, fluxo de vazamento, saturação, não linearidade, histerese, correntes de Foucault, frequência dependendo de mu, a simples medição da indutividade pode não ser suficiente para você.