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・・・。