一种电感测量电路的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种测量电路，特别适用于电感测量时使用。
【背景技术】：
[0002] 在电路设计的场合下，科研人员对各种电路建模、仿真、计算，需要精确了解多个 感抗元件的电感量的大小，传统的测量方法是对电感器的交流参数进行测量，利用推导出 的近似公式进行计算。基于这种测量方法设计的测量仪不仅电路结构复杂、使用元件多、生 产成本高，而且测量误差也较大；其他高精度数字式测量仪，又大多价格昂贵，难以普及。
【发明内容】
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[0003] 本发明的任务是提供一种电路组件少、快速测量的电感测量电路。
[0004] 本发明的任务是这样完成的：一种电感测量电路，其特征在于：本电感测量电路 由脉冲控制电路、阶跃脉冲电路、作用电压电路、基准电压电路、显示电路、单片机和比较电 路构成，所述脉冲控制电路的输出端分别与阶跃脉冲电路的输入端和单片机的输出端相连 接，所述阶跃脉冲电路的输出端分别与作用电压电路和单片机的输入端相连接，所述作用 电压电路的输出端与比较电路的输入端相连接，基准电压电路的输出端与比较电路的输入 端相连接，所述比较电路的输出端与单片机的输入端相连接，所述单片机的输出端与显示 电路的输入端相连接构成电感测量电路。所述脉冲控制电路由单片机上的引脚P1通过电 阻R5与光耦合器2号引脚相连接，光耦合器3号引脚和电阻R1连接，电阻R1也和C点连 接，构成了所述的脉冲控制电路。所述阶跃脉冲电路上的C点和三极管Q1基极连接，三极 管Q1发射极与电源地连接，三极管Q1集电极通过二极管D1与电源VCC连接，其中二极管 D1为反向偏置状态，二极管D1两端与继电器RELAY的线圈并联，继电器触点K1的公共触点 连接阶跃信号线STEP，K1常闭触点连接电源地，K1常开触点连接电源VCC，构成了所述的阶 跃脉冲电路。所述作用电压电路上的P1为电感检测头，用于连接被测感性元件，阶跃信号 线STEP与电阻R3上端连接，电阻R3下端与被测电感P1的上端连接，被测电感P1的下端 与电源地连接。所述的基准电压电路在阶跃信号的作用下，A点输出一定大小的电压，相对 电源地其大小为
A点还与电压比较器U2B的5号引脚连接， 可调电阻R2的上端与电源VCC连接，可调电阻R2的下端与电阻R6的上端连接，电阻R6的 下端与电源地连接，构成了所述的基准电压电路。
[0005] 本发明具有以下效果：本发明电测测量电路具有测量精度高、速度快，电路结构简 单、元件少，操作简单，测量结果自动显示等优点。
【附图说明】：
[0006] 图1是脉冲控制电路1结构示意图；图2是电感测量电路结构示意图；图3是本技 术方案的结构方框图。
【具体实施方式】：
[0007] 本技术方案由脉冲控制电路1、阶跃脉冲电路2、作用电压电路3、基准电压电路4、 显示电路5、单片机6、和比较电路7构成，（如图3所示）所述脉冲控制电路1分别与阶跃 脉冲电路2的输入端和单片机6的输出端相连接，所述阶跃脉冲电路2的输出端分别与作 用电压电路3和单片机6的输入端相连接，所述作用电压电路3的输出端与比较电路7的 输入端相连接，基准电压电路4的输出端与比较电路7的输入端相连接，所述比较电路7的 输出端与单片机6的输入端相连接，所述单片机6的输出端与显示电路5的输入端相连接 构成电感测量电路。
[0008] 如图2所示是本技术方案所用的电感测量电路原理图，其理论依据为：将被测电 感L1与电阻R3串联，对其组成的回路进行时域分析，经过计算后推导出当电感在阶跃信号 作用下，其两端电压随时间的变化规律为
其中E为阶跃信号 的幅值，大小等于电源VCC，本发明中为5V。L为被测电感L1的大小，R为所述电阻R3的 大小。经过计算，当t=T时，所述电感L1两端的电压为U= 0. 3679E。在本技术方案中U 设定值为1. 8395V，即电压比较器U2B的6号引脚电压值由电阻R6、电阻R2和电源VCC串 联构成的基准电压电路4提供，适当调整电源和电阻值将其设置为1. 8395V。在给定阶跃 信号的一瞬间，打开单片机6的计时器开始计时，由上述U(t)表达式可知此瞬间电压比较 器U2B的5号引脚电压高于6号引脚电压，故其U2B的7号引脚输出为高电平。电压比较 器U3B的7号引脚和单片机6相连接，随着时间的推移，当电感L1两端的电压值低于设定 值时，电压比较器7号引脚翻转，将触发单片机6的中断机制，单片机6停止计时。推导出 所述电感L1的计算公式为L=tXR，时间t单片机6已经精确测出，所述电阻R3为高精度 已知阻值的电阻，故所述电感L1的大小可以直接由单片机6计算得出。
[0009] 如图1所示的脉冲控制电路1和阶跃脉冲电路2,当单片机6的P1引脚置为低电平 时，光耦合器U1导通，三极管Q1的基极电压、基极电流大幅提高，使三极管Q1导通，继电器 K1线圈电路得点，其常开触点闭合，即继电器1号引脚接到电源VCC上，得到一个有效的阶 跃信号，即阶跃脉冲电路2产生一个阶跃信号，此阶跃信号产生后，同时作用于单片机6和 由电阻R3与被测电感组成的串联回路，单片机6打开计时器，同时所述作用电压电路3和 所述基准电压电路4产生的电压送入所述比较电路7进行数值比较，并将比较电路7的输 出送到单片机6,单片机6接收到的比较结果为高电平时计时器保持计时，否则停止计时， 并且将单片机6引脚P1置为高电位，记录计时时间为t，单片机6根据计时时间t，已知阻 值的电阻R3,推导的公式，进行计算，并且将结果通过显示电路5显示出来，一个测量周期 完成。
[0010] 所述脉冲控制电路1如图1所示，单片机6上的引脚P1通过电阻R5与光耦合器2 号引脚相连接，光耦合器3号引脚和电阻R1连接，电阻R1也和C点连接，构成了所述的脉 冲控制电路1，通过脉冲控制电路1，可以提高单片机6的抗干扰性能。
[0011] 所述阶跃脉冲电路2如图1所示，C点和三极管Q1基极连接，三极管Q1发射极与 电源地连接，三极管Q1集电极通过二极管D1与电源VCC连接，其中二极管D1为反向偏置 状态，二极管D1两端与继电器RELAY的线圈并联，继电器触点K1的公共触点连接阶跃信号 线STEP，K1常闭触点连接电源地，K1常开触点连接电源V