Warum beginnt das Band kommerzieller LCR-Meter nicht bei sehr niedrigen Frequenzen?

Ich frage mich, warum ich kein LCR-Meter mit einem Frequenzband finden kann, das beispielsweise bei 1 Hz beginnt. Gibt es einen bestimmten Grund?

BEARBEITEN: Meine Frage ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Impedanz einer generischen "Komponente" zu messen. Ich erstelle ein Messgerät mit einem Wellengenerator und einem Oszilloskop basierend auf dieser Konfiguration:

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Die Schaltung innerhalb des gelben Rechtecks ​​ist die zu messende Impedanz. Die Quelle ist mein Wellengenerator und am Vout lese ich die Ausgangsspannung mit dem Oszilloskop ab. Dann habe ich die SPICE-Simulation mit meiner Maßnahme verglichen:

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Die Fortsetzungslinien sind die simulierte Impedanz und die Kreise sind meine Messungen an einer ähnlichen Schaltung, die aus diskreten Komponenten mit denselben Werten (Widerstände und Kondensatoren durch das Loch) besteht. Die Werte der Komponenten sind in der Legende angegeben.

Mit diesem Beispiel möchte ich Ihre Aufmerksamkeit auf die Tatsache lenken, dass diese Art von Impedanz bei sehr niedrigen Frequenzen, 0,1-10 Hz, variiert. Aus diesem Grund wundere ich mich, dass es auf diesem Band kein LCR-Meter gibt.

Die Reaktanz bei 1 Hz wäre kleiner als der Widerstand. Das ist normalerweise der Grund, warum sie zwar für EHV-Isolationsprüfungen auf 0,001 Hz gehen, aber dann verwenden sie Instrumente mit einer Impedanz von ~ 50.000 $
Soweit ich weiß, zeigt Ihr Diagramm, dass ein Oszilloskop und ein Signalgenerator Ergebnisse lieferten, die der Theorie gut entsprechen. Damit ist deine Frage beantwortet! Warum Geld für ein spezielles Instrument ausgeben, wenn die Grundausstattung bei so niedrigen Frequenzen gut funktioniert?

Antworten (3)

Sie sind maßgefertigt . Zum Beispiel dieser , der bis zu 10 µHz herunterarbeitet (100.000 Sekunden Periode, 1,2 Tage).

Aber sie werden normalerweise nicht benötigt, nicht in der Elektronik. Manchmal bei materialwissenschaftlichen Messungen. Als wir Messungen der Permeabilität eines speziellen ultrareinen Metalls durchführen mussten, warfen wir einfach einen Versuchsaufbau mit Lock-in-Verstärker, Leistungstreiber und einigen anderen Instrumenten zusammen, die wir herumlagen, anstatt Zehntausende von Dollar für ein spezielles Instrument auszugeben , wahrscheinlich ähnlich dem, was Sie tun. Die sehr niedrige Frequenz war wegen Wirbelströmen notwendig. Wir haben Vektormessungen durchgeführt und bis zu extrem niedrigen Frequenzen extrapoliert.

OK ich habe es. Mit „kundenspezifisch“ meinen Sie, dass das Unternehmen den Zähler nach spezifischem Wunsch eines Kunden entwirft?

Bei DC sind Kondensatoren offen und Induktivitäten zeigen nur ihren DC-Widerstand. Mit anderen Worten, Kondensatoren und Induktivitäten machen bei Gleichstrom nicht das, was sie besonders macht. Es ist eine Änderung der Spannung oder des Stroms erforderlich, um die Wirkung von Kapazität und Induktivität zu sehen.

Je näher man DC kommt, desto schwieriger ist es, die kapazitiven und induktiven Eigenschaften herauszukitzeln. Theoretisch ist es bei jeder Frequenz über 0 möglich, aber je niedriger die Frequenz, desto weniger Signal ist aus dem Rauschen zu erkennen.

1 Hz ist so lächerlich niedrig, dass es praktisch unbrauchbar ist, um etwas anderes als ungewöhnlich große Kapazitäten und Induktivitäten zu messen.

Nicht so lächerlich für die Instrumentendesigner im ELF-Bereich (Magnetgitterkomponenten-Isolationstests, Erdwissenschaften usw.) -1.5
@Olin Ich habe den Beitrag bearbeitet, um klarer zu sein. Ihre Antwort ist ein guter Punkt.
Der klassische HP 4192A kommt auf 5 Hz herunter, eine untere Grenze, die vermutlich auf das Phasenrauschen seiner ZF-Kette zurückzuführen ist.
+1, ich würde hinzufügen, dass 1 Hz "menschliche Skala" ist: Lächerlich große Kappen und Induktivitäten können von Hand gemessen werden (z. B. Entladungskappe durch einen Widerstand). Das einfache alte Multimeter kommt zur Rettung, wenn das ausgefeiltere LCR-Meter nicht mehr nützlich ist!
Wie die Antwort von Ali Chen impliziert, handelt es sich bei dem Kondensator wahrscheinlich nicht um einen herkömmlichen Parallelplattenkondensator, sondern eher um ein Modell für die elektrochemische Energiespeicherung wie Batterien oder Superkondensatoren. (Das Cole-Cole-Diagramm auf diesem Instrument zeigt etwas, das ein paralleles RC in Reihe mit einem C ist, z. B. chemische Speicherung mit höherem Innenwiderstand in Verbindung mit einer schnelleren Plattenladung.)
Ich stimme @anrieff zu. In meinem Beispiel variiert die Impedanz im 0,1-10-Hz-Band und die Komponentenwerte sind nicht so groß!

Kommerzielle LCR-Messgeräte sind so konzipiert, dass sie äquivalente Parameter von ziemlich einfachen "Komponenten" -Modellen messen (Induktivitäten mit etwas Gleichstrom und möglicherweise parasitärem C, Kondensatoren mit ESR und Leckage usw.). Ihr Objekt ist komplexer und passt in kein Standardmodell kommerzieller elektronischer Komponenten. Sie werden also nicht viele kommerzielle Messgeräte finden, die Ihr Doppelschichtmodell vorwegnehmen. Bestenfalls können Sie einen LCR-Netzwerkanalysator mit Wobbelfrequenz verwenden und dann die erhaltene Übertragungsfunktion mit der Ausgabe des SPICE-Modells vergleichen, so wie Sie es bereits getan haben. Es gibt "chemische Impedanzanalysatoren" wie Hioki IM3590,

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