美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 > 触控感测 > 正文

详细教程:电感测试仪和磁场探头

? 2018年05月23日 16:38 ? 次阅读

使用少量元件的廉价易用电感测试仪

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com 在缺乏昂贵测试设备的情况下,图1中的电路可以提供一种测量电感的简单快捷的替代方法。其应用包括验证电感值是否接近设计参数,并描述未知参数的磁芯特性。按照设计,电路可测试大多数用于电源中的电感,以及很多RF电路中的电感。

详细教程:电感测试仪和磁场探头

电路由两个级联的共射放大器级组成,构成一个不饱和交叉耦合触发器。一个共射级用作相位变换,两个级联级构成一个非反相的反馈放大器,其增益产生反馈。没有待测电感L的情况下,反馈发生在直流状态,电路表现为一个双稳态触发器,可取两种稳定状态中的任何一个。连接电感后,将直流正反馈降低到反馈电平以下。因此,反馈可以只发生在交流状态,电路成为一个非稳振荡器。

通过尽量减小晶体管的存储时间,使晶体管保持在饱和状态以外,可以加快电路的运行。差不多任何型号的高速小信号RF晶体管都能提供适合的开关速度,虽然较低频率的器件也可以工作,但减小了小电感测量的范围。电路的振荡频率与待测电感成反比,你可以用频率计数器或示波器来测量振荡频率。

图2显示一个大约为100mH 电感产生的波形。振荡频率取决于由待测电感和电阻RL与RR构成的L/R时间常数。波形改变其状态所花时间与电感值成正比,

对半周期,它大约为 THALF=“L/100”。振荡循环的整个周期是该值的两倍,或 TFULL=“L/50”。算出电感值,L=50&TImes;TFULL。另一种方法是,频率与电感值成反比,或fOSC=50/L。用频率计数器可以测得电感为L=50/fOSC。

电路的有限开关速度大约为10ns,因此其测量范围有1mH的低限??梢圆捎媒〉绺杏氪蟮绺写姆椒?,记下读数,测出较大电感单独的值,然后将两个测量值相减得到小电感值。

虽然该电路对电感值没有上限,但当电感的ESR(等效串联电阻)超过约70Ω时,电路会停止振荡,转为双稳态运行。电路可测量各种电感和变压器绕组的值,除了有高ESR的小型低频铁芯器件以外。为得到最高的精度,应使用低输入电容的仪器来测量振荡频率。

为电路提供能量的是一节NiCd(镍镉)或NiMH(镍氢)可充电电池。这些电池有相对较平坦的电压/时间放电特性,可提高电路的测量精度。电路在工作时的功耗大约只有6mA。

详细教程:电感测试仪和磁场探头

只需少数元件的磁场探头

Sandeep M Satav和VV Rama Sarma,EMI-EMC Centre, RCI, Hyderadad, India

磁场计的流行名称是“高斯计”,市场上各种牌子和型号,其价格使许多业余爱好者和工程师无法承受。本设计实例把一种常见的 DMM(数字万用表)和单一半导体元件结合起来,以便测量磁通量密度和磁场强度。

图1列出了测量设备,由探头、电池组、DMM 组成。探头的有源元件由线性霍尔效应传感器构成。实际上任何线性霍尔效应传感器在这种应用中都好用,但这个探头版本使用 Allegro MicroSystems公司的A1323传感器,它产生与施加的磁场成比例的电压(参考文献1)。A1323依靠4.5V ~ 5.5V电源工作,它的静态输出电压(零磁场输出)取决于电源电压的50%。鉴于A1323的标称灵敏度是2.5毫伏/高斯,它对于4.5V电源电压提供的满刻度量程是1800高斯(4.5伏/2.5毫伏/高斯=1800高斯)。

详细教程:电感测试仪和磁场探头

施加一个朝向传感器正面南侧的磁场,就会增加传感器的输出电压,它与垂直于传感器标有品牌一面施加的磁场成比例,而施加一个位于同一面北侧的磁场就会导致输出电压的成比例下降。对于4.5V电源,传感器的2.25V静态输出电压能增加到4.5V(对 900 高斯正南方磁?。┗蚪档偷?0

V(对900高斯正北方磁?。?。传感器能检测直流磁场的强度和极性,而它的交流磁场带宽则延伸到了30 kHz。

探头的电路试验板版本包含一小块印制电路板,其长度足以适应操作者的手(图2)。传感器的引线连接到一段高质量的三导体屏蔽电缆和两个 10 nF 表面贴装解耦电容器。传感器的电源包含三块串联的小型1.5V 电池,总电压为4.5V。为了达到更大的满刻度量程,可用9V电池向7805 伏特计等5V稳压IC馈电,并在需要时添加一个通/断开关。应把电池放在伏特计附近。否则电池的钢制外壳会干扰被观察的磁场。应使用10nF SMD电容器来解耦传感器的输入和输出引脚。虽然提供较高直流精度和超过50kHz交流带宽的DMM能显示传感器的输出,但Fluke 公司的187 型DMM等具有RELΔ(“与参考读数的相对差值”)功能的DMM使直流磁场的测量和极性检测变得很容易(参考文献2)。

详细教程:电感测试仪和磁场探头

在电路组装之后,用两个4 mm香蕉形插头把探头的输出连到DMM。用一分钟时间预热,并把探头的传感器放在磁屏蔽外壳中。(编者按:可以用钢制或锡制同心圆食品罐头盒来制作磁屏蔽外壳。罐头盒的置放应使其未打开的一端指向相反方向。在较大罐头盒未打开的一端上钻一个小口来容纳传感器的输出电缆。)按DMM的RELΔ功能键。DMM 的显示器将传感器的2.25V静态电压输出值显示为0.0000V,表示探头针对零磁场校准完毕,可以使用了。

把探头从屏蔽外壳中取出,测量被观察的磁场。为了达到最高灵敏度,应使传感器的面垂直于磁场。如果磁场的方向未知,则使探头围绕其最长轴旋转来搜索最高电压。为了计算磁通量密度,把输出电压读数除以灵敏度(2.5毫伏/高斯)。例如,如果表头读数是-1.9800V,则磁场在正北向是792高斯。对于交流磁场测量,应使用DMM的真rms模式来读传感器的交流输出电压。

可用以下公式计算磁场在空气中的强度:B=m0&TImes;H,其中B表示磁通量密度,单位是特斯拉(teslas),H表示磁场强度,单位是安培/米,m0=4p&TImes;10-7H/m(自由空间的磁导率)。鉴于特斯拉代表较大的测量单位,因此1T磁场相当强。

对于更大的测量分辨率,可用以下转换因子来使用更流行的单位高斯:10000 高斯=1特斯拉,1高斯=79.6安培/米,1.2560毫特斯拉=1000安培/米。磁场传感器的应用包括分析移动磁体线性位置探测器的故障、直流电机和扬声器制造、低频磁场干扰的研究、电磁干扰屏蔽装置的设计与制造。

技术专区

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

基于磁场探头的磁场修正与电流修正解析

磁场探头发射的电压信号输出(Uprobe),被频谱分析仪分离成频谱。磁场修正系数(KH)定义为:描述...

发表于 2018-01-11 16:38 ? 1335次阅读
基于磁场探头的磁场修正与电流修正解析

采用单一CMOS的电感测试仪的制作方案

这个测试仪的基础是一个皮尔兹CMOS缓冲振荡器(图一)。这种振荡器采用单一CMOS逆变偏频在其线性区...

发表于 2010-09-24 09:34 ? 448次阅读
采用单一CMOS的电感测试仪的制作方案