CN102621398A - 一种示波法测电感装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种示波法测电感装置，包含信号发生器、电感测量仪、示波器、可调电阻和待测电感，所述电感测量仪上设有信号输入接口、电阻接口、电感接口、电阻端电压输出接口和电感端电压输出接口。本发明操作简单，实用方便，有利于提高电感的测量效率，拓展示波器的应用领域。

Description

一种示波法测电感装置

技术领域

本发明属于物理实验测量仪器领域，涉及一种电子元件参数的测量装置，具体为一种示波法测电感装置。

背景技术

电感器是电子设备中大量使用的基本电子元件。电感系数简称电感，是电感器的重要物理参数。物理实验中常采用交流电桥法测电感，该方法虽然较为准确，但对不同品质因素的电感器电桥的构造有所不同，同时实验中需反复调整交流电桥使之达到精确平衡，实际操作较为麻烦，学生独立完成有一定的困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种能方便测量电感的示波法测电感装置。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的一种示波法测电感装置包含信号发生器、电感测量仪、示波器、可调电阻和待测电感，所述电感测量仪上设有信号输入接口、电阻接口、电感接口、电阻端电压输出接口和电感端电压输出接口，所述电阻接口通过导线与所述可调电阻相连，所述电感接口通过导线与所述待测电感相连，所述信号输入接口用导线连接所述信号发生器的信号输出端，所述电阻端电压输出接口和所述电感端电压输出接口分别用导线连接所述示波器的信号输入端；所述电阻接口通过导线与所述电阻端电压输出接口相连，所述电感接口通过导线与所述电感端电压输出接口相连，所述电阻接口与所述电感接口串联连接后接所述电感测量仪的信号输入接口。

进一步的技术方案是，所述信号发生器发出的信号为频率可调的正弦电信号。

进一步的技术方案是，所述可调电阻为标准电阻箱。

实际测量时，调节所述信号发生器使其输出频率为f的正弦电信号，调节所述可调电阻的阻值为R，在示波器上分别测出所述电阻端电压的峰-峰值V_R和所述待测电感端电压的峰-峰值V_L，由公式

求出待测电感值L，式中ω＝2πf。

本发明产生以下有益效果：与传统交流电桥法测电感相比实验操作更为简便，通过简单测量就能得出电感值，有利于改进实验效果，提高测量效率，并与大学物理基础实验紧密衔接，有利于学生熟练掌握示波器的使用，拓展示波器的应用领域。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的一种示波法测电感装置的构成示意图。

图2是本发明所述电感测量仪的线路原理图。

图中：1.信号发生器，2.电感测量仪，3.示波器，4.可调电阻，5.待测电感，6.信号输入接口，7.电阻接口，8.电感接口，9.电阻端电压输出接口，10.电感端电压输出接口。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明的一种示波法测电感装置包含信号发生器1、电感测量仪2、示波器3、可调电阻4和待测电感5，所述电感测量仪2上设有信号输入接口6、电阻接口7、电感接口8、电阻端电压输出接口9和电感端电压输出接口10，电阻接口7通过导线与可调电阻4相连，电感接口8通过导线与待测电感5相连，信号输入接口6用导线连接信号发生器1的信号输出端，电阻端电压输出接口9和电感端电压输出接口10分别用导线连接示波器3的信号输入端；电阻接口7通过导线与电阻端电压输出接口9相连，电感接口8通过导线与电感端电压输出接口10相连，电阻接口7与电感接口8串联连接后接电感测量仪2的信号输入接口6。

信号发生器1发出的信号为频率可调的正弦电信号。

可调电阻4为电阻箱。

实际测量时，调节信号发生器1使其输出频率为f的正弦电信号，调节可调电阻4的阻值为R，在示波器3上分别测出可调电阻4端电压的峰-峰值V_R和待测电感5端电压的峰-峰值V_L，求出待测电感5的电感值

式中ω＝2πf。

改变信号发生器1的输出频率和可调电阻4的阻值，重复上述测量，并求出电感的平均值。

电感L的计算公式推导如下：

设i为RL串联电路的电流，u和v分别为电感和电阻两端的电压，由串联电路的特点和电感的定义 $u=L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}},$ 有

$i=\frac{v}{R}=\frac{1}{L}\∫\mathrm{udt}$

设电路中输入的正弦电信号为u＝U_mcosωt，式中U_m为电压的最大值，ω＝2πf，其中f为电信号的频率，则

$\frac{v}{R}=\frac{1}{L}{\∫U}_m\cos \mathrm{\ωtdt}=\frac{U_m}{\mathrm{\ωL}}\sin \mathrm{\ωt}$

取sinωt＝1，有

$\frac{V_m}{R}=\frac{U_m}{\mathrm{\ωL}},$ $L=\frac{{\mathrm{RU}}_m}{\mathrm{\ω}{V}_m}$

式中V_m为电阻端电压的最大值。

设电阻端电压的峰-峰值和电感端电压的峰-峰值分别为V_R和V_L，则有

由此求得待测电感值为 $L=\frac{{\mathrm{RV}}_L}{\mathrm{\ω}{V}_R}.$

Claims (3)

1.一种示波法测电感装置，其特征在于：包含信号发生器(1)、电感测量仪(2)、示波器(3)、可调电阻(4)和待测电感(5)，所述电感测量仪(2)上设有信号输入接口(6)、电阻接口(7)、电感接口(8)、电阻端电压输出接口(9)和电感端电压输出接口(10)，所述电阻接口(7)通过导线与所述可调电阻(4)相连，所述电感接口(8)通过导线与所述待测电感(5)相连，所述信号输入接口(6)用导线连接所述信号发生器(1)的信号输出端，所述电阻端电压输出接口(9)和所述电感端电压输出接口(10)分别用导线连接所述示波器(3)的信号输入端；所述电阻接口(7)通过导线与所述电阻端电压输出接口(9)相连，所述电感接口(8)通过导线与所述电感端电压输出接口(10)相连，所述电阻接口(7)与所述电感接口(8)串联连接后接所述电感测量仪(2)的信号输入接口(6)。

2.根据权利要求1所述的一种示波法测电感装置，其特征在于：所述信号发生器(1)发出的信号为频率可调的正弦电信号。

3.根据权利要求1所述的一种示波法测电感装置，其特征在于：所述可调电阻(4)为标准电阻箱。

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