[实用新型]一种电感测量电路

说明书

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，更具体地，涉及一种电感测量电路。

背景技术

在电路设计中往往需要使用电感，在对电感值有一定精度要求时，电感值的精确测量便具有其重要性。传统的测量电感的方法有非平衡电桥测电感法和平衡电桥测电感法，现代的测量电感的设备有矢量式阻抗测量仪，以及电容三点式振荡法测电感，以下简述这几种测量方法的优缺点。

(1)非平衡电桥测量电感的优点：测量电感时，电桥无需平衡，在一次测量完成后，恢复初始平衡状态，不会出现难以平衡的情况；缺点：测量电感的精度与交流激励电源的稳定度有关，仪器体积较大。

(2)平衡电桥法测量电感的优点：测量精度与交流激励电源无关；缺点：一次测量需要两次平衡，需要人工调节来实现平衡，而且会出现难以平衡的情况，无法实现测量，测量速度慢，仪器体积较大。

(3)矢量阻抗测量仪的优点：精度高，量程宽，可以测量出待测电感在宽频带范围内的复阻抗特性；缺点：需要高精度和高稳定度的扫频激励信号源，高精度的矢量电压和电流测量设备，电路结构复杂、体积笨重、价格昂贵。

(4)电容三点式振荡法测电感的优点：将电感量转换为频率量来测量，电路相对简单；缺点：振荡频率高，增加了测频电路设计的复杂性，由于标准电容小，振荡频率精度易受晶体管极间电容影响。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种电感测量电路，其目的在于提高电感测量精度、加快电感测量速度。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种电感测量电路，包括依次相连的电压偏置电路、运放自激振荡电路、施密特触发器和单片机；

其中，电压偏置电路用于为运放自激振荡电路提供直流电压偏置点；

运放自激振荡电路用于接入待测电感L，根据上述电压偏置点振荡出频率为的近似正弦波的波形；其中，L为待测电感的值，C为标准电容的容值；

施密特触发器用于对运放自激振荡电路产生的近似正弦波进行迟滞比较，将其转换为矩形波；

单片机用于对施密特触发器输出的矩形波进行测频，并根据矩形波的频率计算得到电感值。

优选的，上述电感测量电路还包括显示电路，显示电路的输入端与单片机的输出端相连，用于显示电感值的大小和单位。

优选的，上述电感测量电路，其电压偏置电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一运算放大器U1；其中，第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相等；

第一电阻R1与第二电阻R2串联，第一电阻R1的非串联端用于连接VCC电源，第二电阻R2的非串联端接地；

第一运算放大器U1的同相端与第一电阻R1和第二电阻R2的串联端相连，从第二电阻R2的一端获得1/2VCC的直流电压；第一运算放大器U1的反相端与其输出端相连构成电压缓冲电路，第一运算放大器U1的输出端Uo1作为电压偏置电路的输出端。

优选的，上述电感测量电路，其运放自激振荡电路包括第二运算放大器U2，第三电阻R3、标准电容C和第四电阻R4；

其中，第三电阻R3的一端作为运放自激振荡电路的输入端，与电压偏置电路的输出端相连；第三电阻R3的另一端与第二运算放大器U2的反相输入端相连；第四电阻R4串联在第二运算放大器U2的反相输入端与输出端之间；标准电容C的一端与第一运算放大器U1的输出端相连，另一端与第二运算放大器U2的同相输入端相连，第二运算放大器U2的同相输入端还与其输出端相连；

标准电容C的两端还用作测试端，分别用于连接待测电感的两端；

其中，第二运算放大器U2配置成同相放大电路；用于电感测试时，待测电感L与标准电容C并联，构成并联LC选频网络。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型所提供的电感测量电路，其电路结构简单、元件少、功耗低、性能稳定；

(2)本实用新型所提供的电感测量电路，采用了集成运算放大器和并联LC选频网络构成的自激振荡电路，具有振荡频率稳定、振荡频率范围宽且振荡频率为低频的特点；采用的施密特触发器进行迟滞比较具有抗干扰能力强的优点，可以保证转换出来的矩形波与振荡电路产生的振荡频率一致；且采用单片机测频时的测频方法为多周期同步测频法，具有高测频精度和测频时间可控制在毫秒级别的优点；且在单片机的控制下，可以自动显示测量到的电感值的大小和单位；因此其具有测量精度高、测量电感速度快、测量电感值范围宽、测量结果自动显示的优点。