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Maxwell Bridge

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tsukurobo

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マクスウェル・ブリッジによるインダクタンス測定

 

エネ環の強み、パワーエレクトロニクス。

テスト勉強中、マクスウェルブリッジという回路を発見し、勉強を一時放棄!

実のところインダクタンスをはかれるLCメーターはかなり高価。

そこで、インダクタンスを測れるというこの回路に、おぉぉぉっっ!ときたわけです。

はんだ付けする元気も部品も時間もないので、LTSpiceというフリーの回路シュミレーターで、

マクスウェルブリッジについてシュミレーションしました~

 

マクスウェルブリッジとは?  

 回路図としては下図の左側です。

左から、マクスウェルブリッジ、 差動増幅アンプ、アンプの電源 です。

定数は発振しない程度に勝手に決めたのでそのつもりで。

はっきりいって、ホイートストンブリッジ回路の一種です。

つまり、out1とout2の電位差を測ると計算でインダクタンスL2(L1)が測れますよ、という回路です。

ただし、電源として交流を使うので、複素電流・電圧回路となってやや面倒です。

ちなみに差動増幅アンプは、out1とout2の電位差を求め、増幅する役です。 

  今回はゲイン10倍にしてあります。

 

で、実際にシュミレーションすると・・・

 

え、ええええええ・・・・・

 

いや、よくよく考えれば、オペアンプの基準電位が0Vなので、負の部分の電位差が反映されないのは必然ですね・・・。

そう考えれば、青と緑の差をとって、10倍すると赤にな、なりそう・・・。

これはL2=100mHとした場合です。また、赤線が電位差、青線がout1、緑線がout2です。

 

試しに、L2=1mH として、均一なブリッジにすると・・・

 

ですよね~、という結果になって一安心!

見てのとおり、電位差がほぼゼロになっています。また、out1とout2の位相差も見られません。

 

実際にインダクタンスを求めるには、電位差を読み取って~増幅分を考慮して~といろいろ面倒そうですが、

一応、使えそうなことがわかりました。

 

これで、コイルの自作とかできますね!

 

 (追記)

さっきの負の値が出ないのが気になったので、ちょっとオペアンプの電源回路を改良。といっても抵抗で分圧しているだけです。

これは結構ヘッドフォンアンプとかで見かける典型的なものです。

 

これだけでも効果絶大です!!

さっき負の値が出なかったのが・・・

 

 

見事に表示できました!

まぁ、こんなことまでしなくてもダイオードで絶対値をとったほうが楽だったかも・・・。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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