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 Betreff des Beitrags: HOWTO Drosseln messen
BeitragVerfasst: Di 15. Jul 2014, 11:02 
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Registriert: Sa 15. Okt 2011, 14:59
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Hier ein kurzes Tutorial über das Messen von Drosseln per Parallelkondensatormethode

An Werkzeug braucht man einen Frequenzgenerator, ein Oszi oder ein Multimeter das auch hochfrequente Wechselspannung messen kann, einen Widerling, einen Kondensator mit der ungefähr zu erwartenden Größe der parasitären Kapazität und das zu vermessende Objekt. Bei mir war das eine Kreuzwickelspule:
Bild

Der Widerling wird in Reihe zu Frequenzgenerator und Spule geschaltet, das Oszi/Multi misst der Spannungsabfall über selbigen. Dabei muss man dadrauf achten das die Ein- und Ausgänge meist Massebezug haben, also passend verdrahten. Nun erhöht man die Eingangsfrequenz bis der Spannungsabfall minimal ist, hier liegt unsere gesuchte Resonanzfrequenz. Bei vielen Spulen findet man wenn man mit der Frequenz weiter rauf geht noch einige weitere, uns interessiert aber nur die erste. Nun wird der Kondensator parallel geschaltet und die Resonanzfrequenz auf gleiche Weise erneut bestimmt. Hier zeigt sich nun ob man richtig geschätzt hat, die Frequenz sollte noch sinnvoll ablesbar sein, was bei zu tiefen Frequenzen durch die sinkende Güte erschwert wird.

Sollte die Resonanzfrequenz ohne Kondensator zu hoch liegen kann man schon bei der ersten Messung einen Kondensator parallel schalten, dieser wird dann für die zweite Messung nur um den Zusatzkondensator ergänzt, sein Wert ist denn bei der Auswertung von der errechneten parasitären Kapazität abzuziehen.

Nun zum unangenehmen Teil, den Formeln. Für die Resonanzfrequenz F_1 der Spule gilt unter Vernachlässigung des Widerstands:
Bild
F_1=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}

Für die Resonanzfrequenz mit Parallelkondensator C_0 gilt:
Bild
F_2=\frac{1}{2\pi\sqrt{L(C+C_0)}}

Stellt man nun F_1 nach C um und setzt das in F_2 ein erhält man nach Umstellen:
Bild
L=\frac{F_1^2-F_2^2}{4\pi^2\ F_1^2F_2^2\ C_0}

Somit können wir die Induktivität über die bekannte Kapazität des Parallelkondensators und die beiden gemessenen Resonanzfrequenzen berechnen. Zum Errechnen der parasitären Kapazität setzt man diese nun in F_1 umgestellt nach C ein.

Zu beachten ist dabei das in den Formeln wie oben schon angemerkt der Widerstand der zu messenden Drossel vernachlässigt wurde. Dieser ändert die Resonanzfrequenzen bei sinnvoll dimensionierten Drosseln allerdings in so geringem Maße das man sich dadrüber nicht allzu viele Sorgen machen muss. Wer möchte kann sich gerne dran versuchen die Formeln umzustellen, meine Birne wie auch WolframAlpha haben kapituliert und für meine Bedürfnisse langte die Genauigkeit voll und ganz.

Nach eine Tip von kv habe ich die Messschaltung noch übersimuliert, dabei kam raus das die Kapazitäten der Zuleitungen sowie des Tastkopfes bei diesem Verfahren vernachlässigt werden können, sie hängen nicht mit im Schwingkreis.


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