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Hallo!

Ich bin auf der Suche nach einer Schaltung, mit der ich den Wert von Induktivitäten bestimmen kann. D.h. es gibt einen Steckplatz für verschiedene Spulen, die Schaltung soll einen Parameter erzeugen, aus dem ich die Induktivität bestimmen kann. Als geeigneter Parameter könnte hier die Frequenz eines Schwingkreises dienen. Ein Mikrokontroller sollte dann diesen Parameter verarbeiten können und die Größe der Induktivität auf einem Display anzeigen.

Grundsätzlich bin ich hier auf die folgende Schaltung gestoßen:
http://www.elektronik-bastler.info/stn/lcxm.html

Das sieht wohl nach irgendeiner Art Schwingkreis aus, aber wie genau funktioniert die Schaltung? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?

Vielen Dank!

Helmut

Hallo Helmut!

Welche Werte erwartest Du bei den Induktivitäten?
nH - µH - mH oder H?
Je nachdem muss man die Schaltung auslegen.

Wie viele Induktivitäten willst Du denn bestimmen?
10 - 100 - 1000 - 10.000?
Für unter 100 Messungen würde ich ein Oszilloskop und einen Frequenzgenerator nehmen
und die Werte per Taschenrechner ausrechnen.

Haben die Induktivitäten magn. Kerne?
Das bestimmt mit welchem Strom/welcher Frequenz Du messen kannst/messen musst.

Soll der Gleichstromwiderstand aus dem Messwert herausgerechnet werden?
Wenn der DC-Widerstand berücksichtigt wird, wird das Ergebnis genauer.

Gib mal noch ein paar Infos.

Mikee

» Hallo Helmut!
»
» Welche Werte erwartest Du bei den Induktivitäten?
» nH - µH - mH oder H?
» Je nachdem muss man die Schaltung auslegen.
»
» Wie viele Induktivitäten willst Du denn bestimmen?
» 10 - 100 - 1000 - 10.000?
» Für unter 100 Messungen würde ich ein Oszilloskop und einen
» Frequenzgenerator nehmen
» und die Werte per Taschenrechner ausrechnen.
»
» Haben die Induktivitäten magn. Kerne?
» Das bestimmt mit welchem Strom/welcher Frequenz Du messen kannst/messen
» musst.
»
» Soll der Gleichstromwiderstand aus dem Messwert herausgerechnet werden?
» Wenn der DC-Widerstand berücksichtigt wird, wird das Ergebnis genauer.
»
» Gib mal noch ein paar Infos.
»
» Mikee

Hallo Mikee!

Ich erwarte Induktivitäten im mH Bereich und würde in dem Bereich gerne viele verschiedene messen (kein Limit nach oben, ohne Oszilloskop). Die Induktivitäten haben keine magnetischen Kerne. Es kann ohne DC Widerstand erfolgen. Ich will die Induktivitätswerte dann aus der Resonanzfrequenz berechnen und an einem Display anzeigen (mit einem ST Mirkokontroller, das ist jetzt aber nebensächlich, würde dafür ein Timermodul für die Frequenzmessung verwenden).

Mich interessiert eher, wie genau dieser Schwingkreis mit den beiden Transistoren funktioniert.

Danke!

LG
Helmut

wies funktioniert und ob es funktioniert, weis ich auch nicht, aber vermutlich musst du dann sicher mehrere Messbereiche umschaltbar machen, also den Kondensator umschalten.
aber so etwas kann man auch kaufen ab 20€ aufwärts

» Hallo!
»
» Ich bin auf der Suche nach einer Schaltung, mit der ich den Wert von
» Induktivitäten bestimmen kann. D.h. es gibt einen Steckplatz für
» verschiedene Spulen, die Schaltung soll einen Parameter erzeugen, aus dem
» ich die Induktivität bestimmen kann. Als geeigneter Parameter könnte hier
» die Frequenz eines Schwingkreises dienen. Ein Mikrokontroller sollte dann
» diesen Parameter verarbeiten können und die Größe der Induktivität auf
» einem Display anzeigen.
»
» Grundsätzlich bin ich hier auf die folgende Schaltung gestoßen:
» http://www.elektronik-bastler.info/stn/lcxm.html
»
» Das sieht wohl nach irgendeiner Art Schwingkreis aus, aber wie genau
» funktioniert die Schaltung? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
» Vielen Dank!
»
» Helmut

diese Art der Induktivitätsmessung beruht auf der Frequenzmessung eines Oszillators.
die Oszillatorfrequenz wird durch die Resonanzfrequenz eine LC-Schwingkreises bestimmt
Herr Thomson hat erkannt, wie man die Resonanzfrequenz berechnen kann, wenn man die Kapazität C
und die Induktivität L kennt.
Es sind also 3 Faktoren in der Gleichung. Die Resonanzfrequenz f, die Kapazität C und die Induktivität L



Die Resonanzfrequenz eines LC-Schwingkreises kann man bestimmen, wenn man den
LC-Schwingkreis zu einem Oszillator erweitert. Nun muss man nur noch die Oszillatorfrequenz messen.
Dazu benutzt man einen Frequenzzähler. Wenn die Kapazität bekannt ist, dann kann man mit einem
Taschenrechner die Induktivität berechnen, wenn man die gemessene Frequenz f und den bekannten Wert
der Kapazität C in die umgestellte Thomsonsche Schwingungsgleichung einsetzt.
Die Genauigkeit des Ergebnisses ist abhängig von der Genauigkeit der Kapazität C und der
Genauigkeit des Frequenzzählers. Die Genauigkeit der meisten Frequenzzähler ist sicherlich ausreichend.
Einen Kondensator ( Kapazität C ) mit genauen Kapazitätsangabe ( kleiner 1 % ) wird schwierig zu
beschaffen sein. Zudem gibt es noch die erwähnten parasitären Kapazitäten, die zu der Kapazität C
zugerechnet werden müssen.
Wenn man weniger Wert auf die Messgenauigkeit legt. dann ist diese Messmethode aber ausreichend.
Wer im Internet nach Induktivitätmessgeräten sucht, wird eine Vielzahl davon finden, die meist auch gleich
weitere Bauteile wie Widerstände, Kapazitäten, Dioden und Transistoren messen können.
Gesichtet wurden Induktivitätsmessberäte ab 2,00 Euro .

» » Hallo!
» »
» » Ich bin auf der Suche nach einer Schaltung, mit der ich den Wert von
» » Induktivitäten bestimmen kann. D.h. es gibt einen Steckplatz für
» » verschiedene Spulen, die Schaltung soll einen Parameter erzeugen, aus
» dem
» » ich die Induktivität bestimmen kann. Als geeigneter Parameter könnte
» hier
» » die Frequenz eines Schwingkreises dienen. Ein Mikrokontroller sollte
» dann
» » diesen Parameter verarbeiten können und die Größe der Induktivität auf
» » einem Display anzeigen.
» »
» » Grundsätzlich bin ich hier auf die folgende Schaltung gestoßen:
» » http://www.elektronik-bastler.info/stn/lcxm.html
» »
» » Das sieht wohl nach irgendeiner Art Schwingkreis aus, aber wie genau
» » funktioniert die Schaltung? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
» »
» » Vielen Dank!
» »
» » Helmut
»
» diese Art der Induktivitätsmessung beruht auf der Frequenzmessung eines
» Oszillators.
» die Oszillatorfrequenz wird durch die Resonanzfrequenz eine
» LC-Schwingkreises bestimmt
» Herr Thomson hat


JA, danke für die Antwort. Die Funktion vom Schwingkreis ist mir klar, aber welche Funktion haben die beiden Transistoren? Wann wird welcher leitend und was bedeutet das? Kann das jemand erklären? DIe werden wohl irgendwie für die Oszillatorbedingungen sorgen (Verstärkung + 180°) + 180° Rückkopplung, sodass die Oszillationsbedingungen erfüllt sind?

Ich habe das schon simuliert und schalte mit einem zusätzlichen OPV in Komparatorschaltung damit ein Rechtecksignal, das ich dann mit einem Timermodul verwerte.

Hallo,
» Das sieht wohl nach irgendeiner Art Schwingkreis aus, aber wie genau
» funktioniert die Schaltung? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
klar, nur der Zeichner der Schaltung mag beim "Malen" nicht die Funktion im Sinn gehabt zu haben. Schaltpläne sollte man ja eigentlich so zeichnen, dass es keinen Kryptologen braucht, um deren Funktion zu erkennen: also hier mal die umgezeichnete Version - das sollte die Funktion erklären:



Warum R2 in der Originalschaltung als Trimmer ausgeführt ist, erschliesst sich mir nicht ganz....Damit ändert man die Ausgangsdimpedanz, wobei die Ausgangsspannung dabei gleich bleibt und sich der Arbeitspunkt der beiden Transistoren etwas verschiebt. ...

» Wer im Internet nach Induktivitätmessgeräten sucht, wird eine Vielzahl
» davon finden, die meist auch gleich
» weitere Bauteile wie Widerstände, Kapazitäten, Dioden und Transistoren
» messen können.
» Gesichtet wurden Induktivitätsmessberäte ab 2,00 Euro .
Bei Pollin gibt es eins von Uni-T für 40€
Und für aktuell 119€ gibt es eins, das dann auch die Spulengüte anzeigt und bei Elkos den ESR Widerstand.
Sollte man noch kein ESR Messgerät haben, dann kann man gleich beide Sachen mit einer Anschaffung erschlagen
https://www.pollin.de/p/uni-t-digitales-lcr-messgeraet-ut612-usb-100-khz-830529?

Ist ja bald Weihnachten

» Hallo,
» » Das sieht wohl nach irgendeiner Art Schwingkreis aus, aber wie genau
» » funktioniert die Schaltung? Kann mir hier jemand auf die Sprünge helfen?
»
» »
» klar, nur der Zeichner der Schaltung mag beim "Malen" nicht die Funktion im
» Sinn gehabt zu haben. Schaltpläne sollte man ja eigentlich so zeichnen,
» dass es keinen Kryptologen braucht, um deren Funktion zu erkennen: also
» hier mal die umgezeichnete Version - das sollte die Funktion erklären:
»
»
»
» Warum R2 in der Originalschaltung als Trimmer ausgeführt ist, erschliesst
» sich mir nicht ganz....Damit ändert man die Ausgangsdimpedanz, wobei die
» Ausgangsspannung dabei gleich bleibt und sich der Arbeitspunkt der beiden
» Transistoren etwas verschiebt. ...

Danke für diese Aufklärung, das sieht tatsächlich schon besser aus. Warum aber nun hier erklärbar eine "Sinusschwingung" rauskommt, ist mir nicht ganz klar. Der Parallelschwingkreis schwingt auf Resonanzfrequenz, was aber bedeutet das für die beiden Transistoren? Wann wird hier welcher angesteuert / leitend und warum kommt es hier zu einer Sinusschwingung?

» und warum kommt es hier zu einer Sinusschwingung?
Das ist kein Sinus, wie du am Ozsilloskop-Bild erkennen kannst

» » und warum kommt es hier zu einer Sinusschwingung?
» Das ist kein Sinus, wie du am Ozsilloskop-Bild erkennen kannst

Deswegen habe ich "Sinus" auch so geschrieben... Mich würde interessieren, welche Funktion die beiden Transistoren im Detail haben, dass es hier zu dieser Schwingung kommt...

» » » und warum kommt es hier zu einer Sinusschwingung?
» » Das ist kein Sinus, wie du am Ozsilloskop-Bild erkennen kannst
»
» Deswegen habe ich "Sinus" auch so geschrieben... Mich würde interessieren,
» welche Funktion die beiden Transistoren im Detail haben, dass es hier zu
» dieser Schwingung kommt...

für mich sieht das aus wie ein Mischung aus Gegentaktoszillator (https://de.wikipedia.org/wiki/Gegentakt-Oszillator) und einer astabilen Kippstufe. Die Phasendrehung des Schwingkreises bewirkt bei Resonanz, dass sich die Transistoren genau wechselseitig im Gegentakt ansteuern. Wobei die Ansteuerung der Transitoren recht dürftig ist - aber für irgendein Ausgangssignal am Emitterwiderstand reicht es ja. Ich würde die Schaltung eher als "gestrickt" bezeichnen. Mit den genannten Stichworten kannst du dir die Funktion ja genauer erschliessen.
Ein Gegentaktoszillator erzeugt bei richtiger Dimensionierung schon eine Sinusschwingung. bei der vorliegenden Schaltung liegen die Arbeitspunkte der Schaltung "irgendwie" im Arbeitsbereich - eher im Grenzbereich zum Schaltbetrieb - was zu den Verzerrungen führt. Aber auch zum Rechteck reicht es nicht

» Ich würde die Schaltung
» eher als "gestrickt" bezeichnen.
sehe ich auch so
Die Transistoren möchten gern schalten, LC möchte gern Sinus.
Der Graph zeigt beides, nicht Fisch - nicht Fleisch.
» Warum R2 in der Originalschaltung als Trimmer ausgeführt ist, erschliesst sich mir nicht
Warum ist R2 überhaupt vorhanden? Liegt in Reihe mit R1. Das Signal kann man sonstwo auskoppeln.
Es gibt sicher geeignetere Oszillatoren für diesen Zweck zB. Colpitts.

» » Ich würde die Schaltung
» » eher als "gestrickt" bezeichnen.
» sehe ich auch so
» Die Transistoren möchten gern schalten, LC möchte gern Sinus.
» Der Graph zeigt beides, nicht Fisch - nicht Fleisch.
» » Warum R2 in der Originalschaltung als Trimmer ausgeführt ist, erschliesst
» sich mir nicht
» Warum ist R2 überhaupt vorhanden? Liegt in Reihe mit R1. Das Signal kann
» man sonstwo auskoppeln.
» Es gibt sicher geeignetere Oszillatoren für diesen Zweck zB. Colpitts.

Vielen Dank für alle Beiträge - ich habe aber immer noch keine Idee, wie hier welcher Transistor wann schaltet, kann mir das noch jemand erklären?

Nach Einschalten leitet einer der beiden T besser als der andere T, ersterer schaltet dann völlig durch, der andere sperrt komplett. Es liegt dann eine Spannung einer Polarität an LC. Diese möchte sich ausgleichen über L, macht sie auch und wechselt anschließend die Polarität, was beide T umsteuert ...

Errechnete Resonanzfrequenz ist f = 1 / (2 * PI()* wurzel(L * C)) : -> 50,3KHz
Warum kommen in der Simulation 44,3 KHz raus?