Устройство для измерения индуктивности

 

Устройство для измерения индуктивности может найти применение при проектировании аппаратуры, предназначенной для измерений индуктивности. Устройство содержит источник постоянного напряжения, измеряемую катушку индуктивности, эталонную катушку индуктивности, измерительный прибор, в качестве которого используется измеритель прошедшего электрического заряда, два ключа, два диода, причем источник постоянного напряжения и один из ключей образуют электрическую цепь, параллельно которой подключены две электрические цепи, одна из которых содержит измеритель прошедшего электрического заряда и один из диодов, а другая - эталонную катушку индуктивности, другой ключ и другой диод, к концам участка которой подключена измеряемая катушка индуктивности, аноды диодов соединены с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения. Технический результат заключается в повышении производительности и надежности. 1 ил.

Изобретение относится к области электрических измерений и может найти применение при проектировании аппаратуры, предназначенной для измерения индуктивности.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому устройству является устройство, содержащее переменные калиброванные индуктивности, емкости, резисторы и гальванометр, а также генератор синусоидального напряжения [1].

Недостатками известного устройства являются сложность изготовления переменных калиброванных индуктивностей, емкостей и длительность балансировки их при измерениях. Кроме того измерения зависят от отклонения от синусоидальности напряжения, вырабатываемого генератором для питания данного устройства.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности, что осуществляется в результате упрощения конструкции, автономности питания, исключения при измерениях трудоемких регулировок.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения индуктивности. Устройство содержит электрическую цепь, состоящую из источников постоянного напряжения 1, ключа 2, к которым параллельно подключены две цепи. Одна содержит измеритель прошедшего электрического заряда 3 и диод 4. Другая, параллельная, содержит эталонную катушку индуктивности 5, ключ 6 и диод 7. Аноды диодов 4 и 7 соединены с отрицательным полюсом источника 1. Измеряемая катушка индуктивности 8 подключена к концам участка цепи, содержащей ключ 6 и диод 7.

Устройство работает следующим образом. При замыкании ключа 2 в цепи устанавливается ток величиной I. При размыкании ключа 2 ток в катушках 5 и 8, замыкаясь через измеритель заряда 3 и диод 4, открытый для этого направления тока, плавно уменьшается до нуля, поддерживаемый суммарной ЭДС самоиндукции катушек 5 и 8, равной где L и L_э - индуктивности измеряемой 8 и эталонной 5 катушек соответственно.

Так как ε_c = iR, где R - сопротивление цепи, состоящей из измерителя заряда 3 и катушек 5 и 8. Поэтому где Q₁ - величина заряда, зарегистрированного измерителем 3 Из /2/ LI=RQ или После измерения замыкают ключи 2 и 6, снова устанавливается так I, т.к. диоды 4 и 7 при этом заперты. Размыкают ключ 2. Ток в катушках 5 и 8, замыкаясь через диод 4 и измеритель 3, плавно уменьшается до нуля, поддерживаемый ЭДС самоиндукции только эталонной катушки 5, равной поскольку ЭДС самоиндукции измеряемой катушки 8 оказывается закороченной ключом 6 и диодом 7, открытым для данного направления ЭДС. Поэтому аналогично /1 - 3/ получаем где Q₂ - заряд, зарегистрированный измерителем в этом случае.

Из /3/ и /4/ получаем величину индуктивности измеряемой катушки 8 В качестве измерителя прошедшего заряда 3 могут быть использованы интегратор тока, приборы типа веберметра, смещение стрелки которого пропорционально величине прошедшего заряда, или любой гальванометр, работающий в баллистическом режиме.

Устройство отличает простота, ненадобность в знании сопротивления обмотки измеряемой индуктивности, ЭДС источника постоянного напряжения, а также в градуировке измерителя прошедшего заряда в единицах заряда, т.к. в расчетной формуле стоит отношение величин зарядов, которое можно заменить отношением показаний прибора, регистрирующего прошедший заряд.

В качестве источника постоянного напряжения может быть использован низковольтный аккумулятор или гальванический элемент, что делает устройство автономным.

Формула изобретения

Устройство для измерения индуктивности, содержащее источник напряжения, измеряемую катушку индуктивности, эталонную катушку индуктивности и измерительный прибор, отличающееся тем, что введены два ключа, два диода, в качестве источника напряжения используют источник постоянного напряжения, в качестве измерительного прибора используют измеритель прошедшего заряда, причем источник постоянного напряжения и один из ключей образуют электрическую цепь, параллельно которой подключены две электрические цепи, одна из которых содержит измеритель прошедшего электрического заряда и один из диодов, а другая - эталонную катушку индуктивности, другой ключ и другой диод, к концам участка которой подключена измеряемая катушка индуктивности, аноды диодов соединены с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1