使用晶體管和電流表來測(cè)量電感

雙極結(jié)晶體管將電流從較低電阻的發(fā)射極轉(zhuǎn)移到較高電阻的集電極。您可以使用此屬性來測(cè)量電感，方法是在發(fā)射器中連接串聯(lián)電感/電阻電路，并對(duì)晶體管施加足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以使電流達(dá)到至少5個(gè)LR時(shí)間常數(shù)的最大值。當(dāng)晶體管的關(guān)斷時(shí)間等于其導(dǎo)通時(shí)間，但仍然被硅二極管偏置時(shí)，LR電流指數(shù)地向0A衰減。使用晶體管的電流源特性，您可以測(cè)量該電流而不會(huì)阻礙LR電路中的衰減過程。

LR電路的瞬態(tài)分析表明，如果在關(guān)斷時(shí)間內(nèi)，LR電路的電流降低到足夠低的值，例如5％或更低，那么對(duì)于導(dǎo)通時(shí)間加上關(guān)斷時(shí)間，平均電流直接成比例到電感的值。您可以使用定時(shí)開關(guān)電路控制通過晶體管和LR網(wǎng)絡(luò)的電流。

在一個(gè)電感測(cè)量電路（圖1）中，NE555作為一個(gè)非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器振蕩器進(jìn)行連接，產(chǎn)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(guān)的位置。這些值對(duì)應(yīng)于高達(dá)2.5H，500 mH，50 mH和5 mH的全量程電感測(cè)量范圍。該方波交替地通過一對(duì)CD4011NAND逆變器切換四個(gè)四路封裝的CD4066開關(guān)，使得在接通時(shí)間期間，當(dāng)S1和S4斷開時(shí)，S2和S3閉合，并且在斷開期間S2當(dāng)S1和S4打開時(shí)，S3打開。

在開始時(shí)，S2和S3閉合，從5.5V電源導(dǎo)軌偏置Q1導(dǎo)通，二極管和儀表通過S1和S4斷開。在待測(cè)電感中的電流LX在電阻確定后指數(shù)性地達(dá)到最大值后，開始關(guān)閉半個(gè)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(gè)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(diǎn)太低保持Q1上。作為L(zhǎng)X保持初始電流，然而，它的驅(qū)動(dòng)器的發(fā)射極負(fù)暫時(shí)保持Q1的電流衰減過程中上。大部分的指數(shù)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(jī)械阻尼，儀表在整個(gè)開關(guān)周期內(nèi)響應(yīng)當(dāng)前的平均值。在這個(gè)簡(jiǎn)單的電路中，儀表偏轉(zhuǎn)與電感成正比。隨著該值圖，在測(cè)量5 mH量程選擇的5 mH電感時(shí)，儀表指示大約滿量程100μA。

在關(guān)斷時(shí)間結(jié)束時(shí)，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(xì)信息，例如計(jì)算高電感電阻和儀表比例因子。

編輯說明：

該NE555高輸出出現(xiàn)比指定的有效邏輯1電壓為稍低CD4011，但仍遠(yuǎn)高于切換閾值，并且驅(qū)動(dòng)零負(fù)載電流。

儀表的電阻沒有指定，作者使用了一個(gè)移動(dòng)指針長(zhǎng)凳VOM。數(shù)字儀表可能無法正常工作，除非它具有平均脈沖信號(hào)的能力。

Q1的偏差正好低于閾值。雖然數(shù)據(jù)手冊(cè)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(huì)使晶體管導(dǎo)通OFF并導(dǎo)致額外的儀表偏轉(zhuǎn)?？赡苄枰謩?dòng)挑選這些組件。

請(qǐng)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。