使用晶體管和電流表來測量電感

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，并對晶體管施加足夠長的時間，以使電流達(dá)到至少5個LR時間常數(shù)的最大值。當(dāng)晶體管的關(guān)斷時間等于其導(dǎo)通時間，但仍然被硅二極管偏置時，LR電流指數(shù)地向0A衰減。使用晶體管的電流源特性，您可以測量該電流而不會阻礙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，那么對于導(dǎo)通時間加上關(guān)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(guān)電路控制通過晶體管和LR網(wǎng)絡(luò)的電流。

在一個電感測量電路（圖1）中，NE555作為一個非穩(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。這些值對應(yīng)于高達(dá)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(guān)，使得在接通時間期間，當(dāng)S1和S4斷開時，S2和S3閉合，并且在斷開期間S2當(dāng)S1和S4打開時，S3打開。

在開始時，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(diǎn)太低保持Q1上。作為LX保持初始電流，然而，它的驅(qū)動器的發(fā)射極負(fù)暫時保持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，儀表在整個開關(guān)周期內(nèi)響應(yīng)當(dāng)前的平均值。在這個簡單的電路中，儀表偏轉(zhuǎn)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(guān)斷時間結(jié)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(xì)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(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)動零負(fù)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(shù)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(shù)據(jù)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(dǎo)通OFF并導(dǎo)致額外的儀表偏轉(zhuǎn)。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。