如何使用示波器測量電感或電容的值

電阻器、電感器和電容器是幾乎所有電子電路中最常用的無源元件。在這三個中，電阻器和電容器的值通常在其頂部標記為電阻器顏色代碼或數(shù)字標記。也可以使用普通萬用表測量電阻和電容。但是大多數(shù)電感，尤其是鐵氧體芯和空芯電感，由于某種原因似乎沒有任何標記。當您必須為電路設(shè)計選擇正確的電感器值或從舊電子 PCB 中搶救一個并想知道它的值時，這變得非常煩人。

解決這個問題的直接方法是使用 LCR 表，它可以測量電感、電容或電阻的值并直接顯示。但并不是每個人都有手邊的 LCR 表，所以這篇文章讓我們學習如何使用示波器，通過簡單的電路和簡單的計算來測量電感或電容的值。

所需材料

示波器

來自 Arduino 或其他 MCU 的信號發(fā)生器或簡單的 PWM 信號

二極管

已知電容（0.1uf、0.01uf、1uf）

電阻器（560 歐姆）

計算器

要測量未知電感器或電容器的值，我們需要構(gòu)建一個稱為槽路的簡單電路。該電路也可以稱為LC 電路或諧振電路或調(diào)諧電路。儲能電路是一種電路，其中我們將有一個相互并聯(lián)的電感器和電容器，當電路通電時，其兩端的電壓和電流將以稱為諧振頻率的頻率諧振。在我們繼續(xù)之前，讓我們了解這是如何發(fā)生的。

坦克電路如何工作？

如前所述，典型的儲能電路僅由并聯(lián)的電感器和電容器組成。電容器是一種僅由兩個平行板組成的裝置，能夠在電場中存儲能量，而電感器是纏繞在磁性材料上的線圈，該磁性材料也能夠在磁場中存儲能量。

當電路通電時，電容器被充電，然后當電源被移除時，電容器將其能量釋放到電感器中。當電容器將其能量排放到電感器中時，電感器會被充電，并會使用其能量將電流以相反的極性推回電容器，從而使電容器再次充電。請記住，電感器和電容器在充電和放電時會改變極性。這樣，電壓和電流就會來回擺動，從而產(chǎn)生共振，如上圖所示。

但這不可能永遠發(fā)生，因為每次電容器或電感器充電和放電時，都會由于導線的電阻或磁能而損失一些能量（電壓），并且諧振頻率的幅度會慢慢消失，如下所示波形。

一旦我們在示波器上得到這個信號，我們就可以測量這個信號的頻率，它只不過是諧振頻率，然后我們可以使用下面的公式來計算電感或電容的值。

FR = 1 // 2π √LC

在上面的公式中 F R是諧振頻率，然后如果我們知道電容的值我們可以計算電感的值，同樣我們知道電感的值我們可以計算電容的值。

測量電感和電容的設(shè)置

足夠的理論，現(xiàn)在讓我們在面包板上構(gòu)建電路。在這里，我有一個電感器，我應該通過使用已知的電感器值來找出它的值。我在這里使用的電路設(shè)置如下所示

電容 C1 和電感 L1 構(gòu)成儲能電路，二極管 D1 用于防止電流返回 PWM 信號源，電阻 560 歐姆用于限制通過電路的電流。在這里，我使用我的Arduino 生成了可變頻率的 PWM 波形，如果你有一個函數(shù)發(fā)生器，你可以使用函數(shù)發(fā)生器，或者只是使用任何 PWM 信號。示波器連接在儲能電路上。電路完成后，我的硬件設(shè)置如下所示。你也可以在這里看到我不知道的 Torrid core 電感器

現(xiàn)在使用 PWM 信號為電路加電并觀察示波器上的諧振信號。如果您沒有獲得清晰的諧振頻率信號，您可以嘗試更改電容的值，通常 0.1uF 電容應該適用于大多數(shù)電感，但您也可以嘗試使用較低的值，例如 0.01uF。一旦你得到共振頻率，它應該看起來像這樣。

如何用示波器測量共振頻率？

對于某些人來說，曲線會如此顯示，對于其他人來說，您可能需要稍微調(diào)整一下。確保示波器探頭設(shè)置為 10x，因為我們需要去耦電容。還將時分設(shè)置為 20us 或更小，然后將幅度減小到 1V 以下?，F(xiàn)在嘗試增加 PWM 信號的頻率，如果您沒有波形發(fā)生器，請嘗試降低電容器的值，直到您注意到諧振頻率。獲得共振頻率后，將示波器置于單序列中。模式以獲得清晰的波形，如上圖所示。

得到信號后，我們要測量這個信號的頻率。正如您所看到的，信號的幅度隨著時間的增加而消失，因此我們可以選擇信號的任何一個完整周期。某些示波器可能有測量模式來做同樣的事情，但在這里我將向您展示如何使用光標。如下圖所示，將第一條光標線放在正弦波的起點，將第二條光標放在正弦波的終點，以測量頻率的周期。在我的情況下，時間段如下圖所示。我的示波器也顯示頻率，但出于學習目的，只需考慮時間段，如果您的示波器未顯示時間段，您也可以使用圖表線和時分值來查找時間段。

因此，未知電感的值計算為220uH，同樣您也可以使用已知電感計算電容的值。我還嘗試了其他一些已知的電感值，它們似乎工作得很好。您還可以在下面的視頻中找到完整的工作。