Измерение добротности и собственной емкости катушки индуктивности Q-метром

Тема: измерение добротности и собственной емкости катушки индуктивности Q-метром.

Цель: изучить устройство, методы измерения добротности и собственную емкость катушки индуктивности.

Ход выполнения работы:

Структурная схема Q-метра:

Q-метр позволяет измерять добротность колебательных контуров. Одновременно позволяет измерять индуктивность, емкость, параметры фидоров и линий передач, а также потери в различных элементах электрических цепей. Методика определения параметров с помощью Q-метров основана измерении отношения напряжений на элементах контура к величине ЭДС, введенной в контур. Это отношение при резонансе численно равно добротности: Q=Uc/Uo, где Uc – напряжение на емкости; Uo – ЭДС, введенное в контур.

Напряжение от широкополосного высокой частоты, через элемент связи (Mсв) подается на сопротивление Ro, включенное последовательно в измерительный контур. Мощность генератора можно регулировать в значительных пределах. Непосредственное измерение напряжения, действующего на контур связано с трудностями, поэтому на практике это напряжение ограничивают, пропуская ток известной величины по эталонному сопротивлению Ro. Для того, чтобы сопротивление Ro не уменьшая добротности измеряемого контура и чтобы то контура (Ik) был намного меньше тока, протекающего по эталонному сопротивлению (Ik<<Io), сопротивление Ro должно быть намного меньше Rk. В реальном Q-метре Ro=0,04 Ом. Ток высокой частоты, проходя по сопротивлению Ro создает на нем падение напряжения Uo=IRo. Контур настраивается в резонанс по максимальным показаниям высокоомного вольтметра и измеряемой частоты генератора, а также при помощи эталонного контура (C). Отношение показаний вольтметра Uc к произведению IRo определяет добротность исследуемого контура, т.е. добротность катушки. Предполагается, что эталонный конденсатор не имеет потерь. Для известного постоянного значения введенного в контур напряжения (Uo) шкала вольтметра может быть проградуирована в значениях добротности. Генератор имеет шкалу с градуировкой частот, а эталонный конденсатор  - градуировку по емкости, поэтому Q-метр позволяют определить активное сопротивление катушки (Rk=0.5*f*Cx) и ее индуктивность Lk=1/((2∏f)^2)*C.

Q-метром можно также определить активное и реактивное сопротивление дросселей, фидоров, конденсаторов и других двухполюсников. Для этого в комплект Q-метра входит эталонная катушка индуктивности известной добротности. При измерении в начале включается только эталонная катушка и при резонансе производятся отсчеты С1 и Q1, затем измеряемый двухполюсник включается либо последовательно с катушкой (если он низкоомный), либо параллельно конденсатору (если он высокоомный). После включения в резонанс изменением частоты генератора производят отсчеты fрез, C2, Q2.

Вывод: я познакомился с теоретическими сведениями о работе с Q-метром.