电阻，电感器和电容器是几乎每个电子电路中最常用的无源组件。在这三个值中，电阻器和电容器的值通常在其顶部标记为电阻器颜色代码或数字标记。电阻和电容也可以使用普通万用表测量。但是大多数电感器，特别是铁氧体磁芯和空芯电感，由于某种原因似乎没有任何标记。当您必须为电路设计选择合适的电感器值，或者从旧的电子PCB中抢购一个电感器并想知道它的值时，这变得非常烦人。
彻底解决此问题的方法是使用LCR表，该表可以测量电感器，电容器或电阻器的值并直接显示。但是并不是每个人都随身携带LCR表，因此在本文中，我们将学习如何使用示波器通过简单的电路和简单的计算来测量电感器或电容器的值。当然，如果您需要更快速，更强大的方法，则还可以构建自己的LC仪表，该仪表使用相同的技术以及额外的MCU来读取显示值。
所需材料
- 示波器
- 信号发生器或来自Arduino或其他MCU的简单PWM信号
- 二极管
- 已知电容器（0.1uf，0.01uf，1uf）
- 电阻（560欧姆）
- 计算器
要测量未知电感器或电容器的值，我们需要构建一个简单的电路，称为振荡电路。该电路也可以称为LC电路或谐振电路或调谐电路。储能电路是一种电路，其中的电感器和电容器彼此并联，当电路通电时，其两端的电压和电流将以称为谐振频率的频率谐振。在继续前进之前，让我们了解一下这是如何发生的。
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如前所述，典型的振荡电路仅由并联的电感器和电容器组成。电容器是仅由两个能够在电场中存储能量的平行板组成的设备，而电感器是缠绕在磁性材料上的线圈，该线圈也能够在磁场中存储能量。
当电路上电时，电容器被充电，然后当移除电源时，电容器将其能量释放到电感器中。到电容器将其能量排入电感器时，电感器便开始充电，并会利用其能量将电流以相反的极性推回到电容器中，从而使电容器再次充电。请记住，电感器和电容器在充电和放电时会改变极性。这样，电压和电流就会来回摆动，从而产生共振，如上面的GIF图像所示。
但这不会永远发生，因为每次电容器或电感器充电和放电时，都会由于导线的电阻或作为磁能而损失一些能量（电压），并且谐振频率的幅度会逐渐消失，如下图所示波形。
一旦在示波器上获得该信号，就可以测量该信号的频率，该频率仅是谐振频率，然后可以使用以下公式来计算电感器或电容器的值。
FR = 1 / /2π√LC
另外，在上述关系式F - [R是共振频率，然后，如果我们知道电容器的值，我们可以计算电感的值，同样，我们知道电感器的值，我们可以计算电容器的值。
测量电感和电容的装置
理论足够多，现在让我们在面包板上构建电路。在这里，我有一个电感器，其值应通过使用已知的电感器值来找出。我在这里使用的电路设置如下所示
电容器C1和电感器L1构成振荡电路，二极管D1用于防止电流流回PWM信号源，电阻560 ohms用于限制通过电路的电流。在这里，我已使用Arduino生成了可变频率的PWM波形，如果有一个或仅使用任何PWM信号，则可以使用函数发生器。示波器跨过储能电路连接。电路完成后，我的硬件设置如下所示。您还可以在这里看到我未知的to芯电感
现在，使用PWM信号为电路加电，并观察示波器上的谐振信号。如果未获得清晰的谐振频率信号，则可以尝试更改电容器的值。通常，大多数电感器都可以使用0.1uF的电容器，但也可以尝试使用0.01uF的较低值。一旦获得共振频率，它应该看起来像这样。
如何用示波器测量共振频率？
对于某些人来说，曲线会这样显示，对于其他人，您可能需要稍微调整一下。由于我们需要去耦电容，因此请确保将示波器探头设置为10x。还要将时分设置为20us或更小，然后将幅度减小到1V以下。现在尝试增加PWM信号的频率，如果您没有波形发生器，则尝试减小电容器的值，直到注意到谐振频率。一旦获得共振频率，就将示波器置于单个序列中。模式以获得清晰的波形，如上图所示。
收到信号后，我们必须测量该信号的频率。如您所见，信号的强度随着时间的增加而消失，因此我们可以选择任何一个完整的信号周期。某些示波器可能具有测量模式来执行相同操作，但是在这里，我将向您展示如何使用光标。如下图所示，将第一个光标线放置在正弦波的开始位置，将第二个光标线放置在正弦波的结束位置，以测量频率周期。就我而言，时间段如下图所示。我的示波器也显示频率，但出于学习目的，请考虑时间段，如果示波器未显示频率段，则还可以使用图形线和时分值来查找时间段。
我们仅测量了信号的时间段，要知道频率，我们可以简单地使用公式
F = 1 /吨
因此，在我们的情况下，时间段的值为29.5uS，即29.5×10 -6。因此，频率值将是
F = 1 /（29.5×10 -6）= 33.8 KHz的
现在我们得到谐振频率为33.8×10 3 Hz，电容器值为0.1uF，即0.1×10 -6 F，将所有这些代入公式
FR = 1 /2π√LC 33.8×10 3 = 1 /2π√L（0.1×10 -6）
解决L我们得到
L =（1 /（2πx 33.8 x 10 3）2 / 0.1×10 -6 = 2.219×10 -4 = 221×10 -6 L〜= 220 uH
因此，未知电感的值计算为220uH，类似地，您也可以使用已知电感来计算电容器的值。我还用其他一些已知的电感器值进行了尝试，它们似乎工作正常。您还可以在下面的视频中找到完整的工作原理。
希望您理解本文并学到一些新东西。如果您有任何问题要解决，请在评论部分中留下您的问题，或使用论坛获取更多技术帮助。