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一粒金砂(中级)

电感线圈参数问题求助 [复制链接]

 

目前我们想做一个钳形的接地测量板卡,现在线圈的制作有问题,万能的网友有什么资料或者能给指导一下吗

此帖出自模拟电子论坛

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“目前我们想做一个钳形的接地测量板卡,现在线圈的制作有问题”

总要把你们的问题说出来吧?不说什么问题,如何 “指导一下”?

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确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在激励线圈上加上e0的电压,在感应线圈上会产生电流i2,i2的大小和两线圈的圈数有关系,i2=[1/(Nt*Nr)]*(e0/Rx)  详情 回复 发表于 2020-12-30 09:55

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接地电阻测量范围
误差想控制多少
钳口尺寸大小

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测量范围为0.01欧姆-1000欧姆,我们查了资料,原理应该是知道了,但是还是想知道具体做的时候,线圈应该怎么绕,磁芯材料、磁芯截面积、线圈电感量都怎么确定。  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:03

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你这个问题确实有点为难老师些了

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对不起,我确实没有描述清楚。 确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在激励线圈上加上e0的电压,在感应线圈上会产生电流i2,i2的大小和两线圈的圈  详情 回复 发表于 2020-12-30 09:56
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maychang 发表于 2020-12-29 14:35 “目前我们想做一个钳形的接地测量板卡,现在线圈的制作有问题” 总要把你们的问题说出来吧? ...

确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在激励线圈上加上e0的电压,在感应线圈上会产生电流i2,i2的大小和两线圈的圈数有关系,i2=[1/(Nt*Nr)]*(e0/Rx)。我想知道两点,一是在这个公式中,如果测量出e0和i2,那么Rx便可计算出来,在这个过程中线圈电感量、磁芯介质在扮演什么角色?我该怎么选择和确定?二是同为线圈,为什么在感应线圈中得到的会是电流而不是电压? image.png

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“我想知道两点……”,要理解这两点,看 “电路” (或者电工学、电路分析……)教材中耦合电感有关章节。例如邱关源《电路》第5版,第十章 “含有耦合电感的电路&  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:31
磁芯介质的作用,当然是使磁路导磁率较大,磁通集中在磁芯中,使初级次级实现紧耦合。  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:26
Nr初级也只有1匝,所以Nr初级这1匝上的电压也很小。这1匝上的电压取决于次级串联的电阻(图中未画出)。Nr无论初级还是次级两端的电压也必定很小,稍大就会使铁芯进入饱和,初级电流和次级电流失去比例关系。  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:23
Nt次级只有1匝,所以产生的电压e1只能是很小的数值(e1大了,铁芯会进入饱和状态,e1和eo不再具有比例关系)。  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:19
Nt和Nr,这是两个变压器(工程上往往称为互感器)。 Nt初级绕组施加电压eo,次级获得一个较低的电压e1。e1作用于Rx和导线电阻构成的环路,产生电流i1。i1在Nr铁芯中产生交变磁通,交变磁通在Nr的次级产生电流i2。所  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:17

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btty038 发表于 2020-12-29 17:30 你这个问题确实有点为难老师些了

对不起,我确实没有描述清楚。

确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在激励线圈上加上e0的电压,在感应线圈上会产生电流i2,i2的大小和两线圈的圈数有关系,i2=[1/(Nt*Nr)]*(e0/Rx)。我想知道两点,一是在这个公式中,如果测量出e0和i2,那么Rx便可计算出来,在这个过程中线圈电感量、磁芯介质在扮演什么角色?我该怎么选择和确定?二是同为线圈,为什么在感应线圈中得到的会是电流而不是电压?

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qwqwqw2088 发表于 2020-12-29 15:16 接地电阻测量范围 误差想控制多少 钳口尺寸大小

测量范围为0.01欧姆-1000欧姆,我们查了资料,原理应该是知道了,但是还是想知道具体做的时候,线圈应该怎么绕,磁芯材料、磁芯截面积、线圈电感量都怎么确定。


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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 09:55 确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在 ...

Nt和Nr,这是两个变压器(工程上往往称为互感器)。

Nt初级绕组施加电压eo,次级获得一个较低的电压e1。e1作用于Rx和导线电阻构成的环路,产生电流i1。i1在Nr铁芯中产生交变磁通,交变磁通在Nr的次级产生电流i2。所以Nt被称为电压互感器(其结构可能与Nr相同),而Nr被称为电流互感器。其实Nt和Nr工作原理是完全相同的。

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谢谢答复,那么在制作过程中,线圈的匝数可根据测量电路作出计算,但是他的磁芯介质、磁芯面积以及线圈电感量怎么确定呢?这些和e0以及i2有什么关系呢?  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:35

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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 09:55 确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在 ...

Nt次级只有1匝,所以产生的电压e1只能是很小的数值(e1大了,铁芯会进入饱和状态,e1和eo不再具有比例关系)。


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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 09:55 确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在 ...

Nr初级也只有1匝,所以Nr初级这1匝上的电压也很小。这1匝上的电压取决于次级串联的电阻(图中未画出)。Nr无论初级还是次级两端的电压也必定很小,稍大就会使铁芯进入饱和,初级电流和次级电流失去比例关系。


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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 09:55 确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在 ...

磁芯介质的作用,当然是使磁路导磁率较大,磁通集中在磁芯中,使初级次级实现紧耦合。


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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 09:55 确实问题没有描述清楚,我们现在查了资料,原理是有一个激励线圈和感应线圈,被测线路穿过这两个线圈。在 ...

“我想知道两点……”,要理解这两点,看 “电路” (或者电工学、电路分析……)教材中耦合电感有关章节。例如邱关源《电路》第5版,第十章 “含有耦合电感的电路”。


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maychang 发表于 2020-12-30 10:17 Nt和Nr,这是两个变压器(工程上往往称为互感器)。 Nt初级绕组施加电压eo,次级获得一个较低的电压e1。 ...

谢谢答复,那么在制作过程中,线圈的匝数可根据测量电路作出计算,但是他的磁芯介质、磁芯面积以及线圈电感量怎么确定呢?这些和e0以及i2有什么关系呢?

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电流i2,同样与铁芯截面积有关。你实际上是测量i2通过一个电阻在电阻两端产生的电压,而这个电压前面已经说过,最大值受铁芯不饱和的限制。铁芯截面积大,i2经电阻产生的电压就可以大些。实际应用中,往往使用运放构  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:48
铁芯面积,与你所要求的电压有关。匝数已经限定为1匝,那么铁芯不饱和时这1匝两端最大电压与铁芯截面积成正比(假定频率固定)。  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:44
作为变压器,一般不必考虑电感量。绕组的电感量只要足够大(不会使测量产生太大误差)就可以。 至于磁芯,要看你的工作频率。低频率可以使用硅钢片,高频率使用铁氧体或者铁粉芯。这两种材料比较便宜,且容易获得。  详情 回复 发表于 2020-12-30 10:41

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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 10:35 谢谢答复,那么在制作过程中,线圈的匝数可根据测量电路作出计算,但是他的磁芯介质、磁芯面积以及线圈电 ...

作为变压器,一般不必考虑电感量。绕组的电感量只要足够大(不会使测量产生太大误差)就可以。

至于磁芯,要看你的工作频率。低频率可以使用硅钢片,高频率使用铁氧体或者铁粉芯。这两种材料比较便宜,且容易获得。

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十分感谢你  详情 回复 发表于 2020-12-30 13:41

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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 10:35 谢谢答复,那么在制作过程中,线圈的匝数可根据测量电路作出计算,但是他的磁芯介质、磁芯面积以及线圈电 ...

铁芯面积,与你所要求的电压有关。匝数已经限定为1匝,那么铁芯不饱和时这1匝两端最大电压与铁芯截面积成正比(假定频率固定)。


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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 10:35 谢谢答复,那么在制作过程中,线圈的匝数可根据测量电路作出计算,但是他的磁芯介质、磁芯面积以及线圈电 ...

电流i2,同样与铁芯截面积有关。你实际上是测量i2通过一个电阻在电阻两端产生的电压,而这个电压前面已经说过,最大值受铁芯不饱和的限制。铁芯截面积大,i2经电阻产生的电压就可以大些。实际应用中,往往使用运放构成电流电压变换电路,其输入电阻几乎为零,那么Nr的铁芯截面积就可以比较小。

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我们做了一个简易的实验来验证这个问题,如图所示 [attachimg]519455[/attachimg]我们使用铁氧体磁环做了一个实验,在左边的磁环上使用信号发生器加入交流激励,通过中间的黄色负载线圈然后测量右边磁环的电流。  详情 回复 发表于 2020-12-30 21:22

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maychang 发表于 2020-12-30 10:41 作为变压器,一般不必考虑电感量。绕组的电感量只要足够大(不会使测量产生太大误差)就可以。 至于磁芯 ...

十分感谢你

点评

我们做了一个简易的实验来验证这个问题,如图所示 [attachimg]519455[/attachimg]我们使用铁氧体磁环做了一个实验,在左边的磁环上使用信号发生器加入交流激励,通过中间的黄色负载线圈然后测量右边磁环的电流。  详情 回复 发表于 2020-12-30 21:19

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maychang 发表于 2020-12-30 10:48 电流i2,同样与铁芯截面积有关。你实际上是测量i2通过一个电阻在电阻两端产生的电压,而这个电压前面已经 ...

我们做了一个简易的实验来验证这个问题,如图所示

image.png

我们使用铁氧体磁环做了一个实验,在左边的磁环上使用信号发生器加入交流激励,通过中间的黄色负载线圈然后测量右边磁环的电流。左右两个磁环的匝数都是15,且右边磁环将电流表串入电路,不接任何电阻短路线圈。用示波器测量激励线圈和中间负载线圈的波形,符合15:1的比例,但是感应线圈里面测量不到任何的电流,使用示波器查看感应线圈的电压信号,发现电压信号和施加在激励线圈的信号是一样的,感觉左边的线圈和右边的线圈都是变压器,而没有电流互感器,是我的电路接错了吗?还是电流互感器还有其他的电路?

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【使用示波器查看感应线圈的电压信号,发现电压信号和施加在激励线圈的信号是一样的】 ”感应线圈“ 是哪个线圈?左边的还是右边的15匝线圈?  详情 回复 发表于 2020-12-31 09:00
【感觉左边的线圈和右边的线圈都是变压器,而没有电流互感器,是我的电路接错了吗?还是电流互感器还有其他的电路?】 我在8楼已经说过:”Nt和Nr,这是两个变压器(工程上往往称为互感器)。“ 本来  详情 回复 发表于 2020-12-31 08:58
【用示波器测量激励线圈和中间负载线圈的波形,符合15:1的比例】 你怎么用示波器测量 “中间负载线圈的波形?黄色线的负载线圈是一匝环形导线,你的示波器探头和地线夹联接于何处?除非将黄色线环断开,否  详情 回复 发表于 2020-12-31 08:55
别看你打了5行字,缺少的内容可太多了。 【在左边的磁环上使用信号发生器加入交流激励,通过中间的黄色负载线圈然后测量右边磁环的电流。左右两个磁环的匝数都是15,且右边磁环将电流表串入电路,不接任何电阻短  详情 回复 发表于 2020-12-31 08:51

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zhangliyuan 发表于 2020-12-30 21:22 maychang 发表于 2020-12-30 10:48 电流i2,同样与铁芯截面积有关。你实际上是测量i2通过一个电阻在电阻 ...

别看你打了5行字,缺少的内容可太多了。

【在左边的磁环上使用信号发生器加入交流激励,通过中间的黄色负载线圈然后测量右边磁环的电流。左右两个磁环的匝数都是15,且右边磁环将电流表串入电路,不接任何电阻短路线圈。】

信号发生器输出的信号,频率多少?幅度(电压)多大?

“电流表串入电路”,想必是图中两根红色线联接到电流表。电流表是交流电流档么?量程多少?

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因为我们用的是铁氧体磁环,因此信号的频率是10K,电压幅度是1.8Vp-p。图中红色的两根线确实是电流表。电流表在交流档,量程从100uA到10A都有试过,都没有数据  详情 回复 发表于 2020-12-31 09:25

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