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2020年2月12日 (水)

計測力学 vi法によるインダクタンスの測定の確度

202127amp工房の測定器群は30台を越えてしまい、どう見ても測定器マニア状態であります。問題は殆どが古参測定器でガタガタの状態なのだ。低インダクタンスの測定が正確に出来ないものだから、hiokiのlcrメータ3531を持ち出した。通電するが画面がまるで出ない。いや~参った、この忙しい時に!1995年に大枚を出して購入、2005年にやはり液晶表示が消えて6万円の修理費をhiokiに払っている。一度メーカで修理しているにも係わらずの同じ箇所の故障は、設計不良としか言いようがない。

202131x古参測定器のスイッチング電源がガンで、これに使用している電解コンデンサはパルス電流でやられ、スイッチングトランジスタはスイッチング大電流による電流振動で物理的に破壊する。液晶表示の若干高めの電源が壊れて電圧が出ない。たいていは電解コンデンサの破壊で、黄色丸印の2個を交換したが直らない。次に赤丸印の負電源スイッチングトランジスタのエミッタ断線を発見して交換したが直らない。そこで外部から可変電源でマイナスを加えると-30v位で見事に液晶表示が出た。だが今度は自動起動が掛からなくなり測定できない、もうヤメにしよう。

202132この手の測定器の問題点はインダクタンスの測定で、lcrメータと称しながらも鉄心入りインダクタンスの測定は出来ない。そりゃあそうでしょうよ、散々トランスを作って気がついたが、流す電流で透磁率は変りインダクタンスも変ってしまい、結果測定できない。そこで一般的なvi法によるインダクタンス測定となるが、流す電流と印加する電圧は実際に則する必要がある。yewの精密電流計が入ったものだからシステムアップしてみた。

202133上画像のテスターによる電圧測定は何とも貧弱で、hpの34401aのデジタルマルチメータに交換した。これでvi法によるインダクタンスの測定が正確にできるはずだったが...

202134早速試作中のカルダスケーブルネットワークコイルのインダクタンス測定をやってみる。印加電圧は1.627vと出た。



202135流す電流は500maと決めており、500maになるまで電圧を序々に上げる。その電圧が1.627vとなる。
515b用7.9mhコイル、
1.62v/0.5=3.24Ω、
3.24/376.8=8.6mhと出た。
まあ抵抗値は殆どゼロでこれが正解でしょう。

202137念のためソレンの15mhのインダクタンスを測定してみる。


202138印加電圧は3.83vと出た。

202139この時の電流は500ma、これで計算してみる。


202136xソレンのコイルは公称2.4Ωの抵抗を持つ為ベクトル演算に変る。

2021392計算式は画像の通り。
√3.83^2-(0.5x2.4)^2 √14.67-1.44=3.637
3.637/376.8x0.5=19.3mh
15mhなのに19.3mhとは一体?まあ印加電圧が60hzでは低いことで精度が出ないのかも知れないが、vi法によるインダクタンスの測定も条件次第で妖しくなる。インダクタンスの測定とはかくも難しいものよ。

2021393hioki3531の代替はどうしようか?hp(画像のインピーダンスアナライザ400万円)だろうがテクトロだろうが高額出してもコア入りのインダクタンスは測定できないとなれば、この手の測定器は必要ないが、測定器マニア?は簡単に引き下がれない。とりあえずの静電容量測定はテスター並みの安いキャパシタンスメータでいけるから中華製でよしとして、インピーダンスアナライザの中古を探そう。

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