雙極結晶體管將電流從較低電阻的發射極轉移到較高電阻的集電極。您可以使用此屬性來測量電感,方法是在發射器中連接串聯電感/電阻電路,并對晶體管施加足夠長的時間,以使電流達到至少5個LR時間常數的最大值。當晶體管的關斷時間等于其導通時間,但仍然被硅二極管偏置時,LR電流指數地向0A衰減。使用晶體管的電流源特性,您可以測量該電流而不會阻礙LR電路中的衰減過程。
LR電路的瞬態分析表明,如果在關斷時間內,LR電路的電流降低到足夠低的值,例如5%或更低,那么對于導通時間加上關斷時間,平均電流直接成比例到電感的值。您可以使用定時開關電路控制通過晶體管和LR網絡的電流。
在一個電感測量電路(圖1)中,NE555作為一個非穩態多諧振蕩器振蕩器進行連接,產生頻率約為46 Hz,230 Hz,2.3 kHz和23 kHz的占空比約為50%的方波,具體取決于量程選擇開關的位置。這些值對應于高達2.5H,500 mH,50 mH和5 mH的全量程電感測量范圍。該方波交替地通過一對CD4011NAND逆變器切換四個四路封裝的CD4066開關,使得在接通時間期間,當S1和S4斷開時,S2和S3閉合,并且在斷開期間S2當S1和S4打開時,S3打開。
在開始時,S2和S3閉合,從5.5V電源導軌偏置Q1導通,二極管和儀表通過S1和S4斷開。在待測電感中的電流LX在電阻確定后指數性地達到最大值后,開始關閉半個周期。S2和S3斷開以消除5.5V偏壓,并且S1和S4接近將儀表插入集電極電流路徑,并在Q1基極上放置一個小的二極管壓降偏置電壓。
通常情況下,二極管的偏置電壓是有點太低保持Q1上。作為LX保持初始電流,然而,它的驅動器的發射極負暫時保持Q1的電流衰減過程中上。大部分的指數衰減LR電流流過集電極到儀表,和一小部分流過所述基部和所述偏壓電阻RB,這取決于在Q1的電流增益。由于儀表指針的機械阻尼,儀表在整個開關周期內響應當前的平均值。在這個簡單的電路中,儀表偏轉與電感成正比。隨著該值圖,在測量5 mH量程選擇的5 mH電感時,儀表指示大約滿量程100μA。
在關斷時間結束時,通過電感的電流幾乎為0A。本附錄顯示了電流波形和其他詳細信息,例如計算高電感電阻和儀表比例因子。
編輯說明:
該NE555高輸出出現比指定的有效邏輯1電壓為稍低CD4011,但仍遠高于切換閾值,并且驅動零負載電流。
儀表的電阻沒有指定,作者使用了一個移動指針長凳VOM。數字儀表可能無法正常工作,除非它具有平均脈沖信號的能力。
Q1的偏差正好低于閾值。雖然數據手冊顯示1N4148二極管的正向壓降通常比2N3904VBE低,但在t期間,某些二極管和晶體管的組合可能會使晶體管導通OFF并導致額外的儀表偏轉。可能需要手動挑選這些組件。
請記住在CD4011四通道NAND封裝的其余部分接地任何未使用的輸入引腳。
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