JPS6035629B2 - インダクタンス測定回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はィンダクタンス測定回路に関する。

従来ィンダクタンスの測定には簡易な方法、装置がなく
、ブリッジ回路を用いるのが一般的であったが、これは
非常に複雑なものであった。そのため簡単で正確なィン
ダクタンス測定が行なえる方法が望まれており、その様
な手段が提供されれば非常に有益である。本発明は、こ
の要望に応え、簡単な回路構成でしかも正確なィンダク
タンス測定を行なえる非安定マルチパイプレータを用い
たインダクタンス測定回路を提供するものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はィンダクタンスを持つ非安定マルチパイプレー
タ回路を含む測定回路である。１は測定用標準ィンダク
タンスで、その値を１，とする。

２は被測定ィンダクタンスで、その値を１２とする。

３，４は発振用帰還容量で、その値はｃ，，ｃ２である
。

５，６は発振用帰還抵抗で、その値はｒ，，ｒ２である
。

７，８はスイッチング用トランジスタ、９，１０はェミ
ッタ電流逆流阻止ダイオードである。

以上で非安定マルチパイプレータ部が構成される。１１
はトランジスタ７導適時コレクタ電圧が低レベルになる
時間長Ｔ，を測定する回路、１２はトランジスタ８導適
時コレクタ電圧が低レベルになる時間長Ｌを測定する回
路である。

１３は時間長測定回路１１，１２より送られた時間長Ｔ
，，Ｔ２を用いて１２を演算し出力する回路である。

ｉ，，ｉ２はィンダクタンス１，２を流れる電流である
。第１図の非安定マルチパイプレータ部において、トラ
ンジスタ７導通、トランジスタ８非導通の状態をＡとし
、トランジスタ７非導通、トランジスタ８導通の状態を
Ｂとする。この時第１図の非安定マルチパイプレータ部
の動作原理は第２図に示す如く次の様である。Ａ状態で
はトランジスタ７のベース電流は、ィンダクタンス２に
直前のＢ状態で蓄積された磁気ェネルギによって、容量
４、抵抗６を介して供給され、この間インダクタンスー
は電源から電流供給を受け磁気ェネルギの蓄積を行なう
。ィンダクタンス２の磁気ェネルギが無くなるとトラン
ジスタ７のベース電流が供給されなくなり、トランジス
タ７は非導通となる。その結果トランジスタ８のベース
にインダクタンスーの磁気ェネルギが容量３、抵抗５を
介して供給され始め、Ｂ状態に入る。Ｂ状態はィンダク
タンス１の磁気ェネルギが無くなるまで続き、その間ィ
ンダクタンス２に磁気ェネルギが蓄積される。ィンダク
タンスーの磁気ェネルギが無くなるとトランジスタ８の
ベース電流が供給されなくなり、トランジスタ８は非導
通となる。その結果トランジスタ７のベースにィンダク
タンス２の磁気ェネルギ放出による電流が流れ始めＡ状
態に入る。以下同様にくり返され発振を続ける。上記動
作原理より、Ａ状態の時間長Ｔ，と、Ｂ状態の時間長Ｌ
は、１，，１２，ｃ，，ｃ２により決定し得る。

すなわちｔ＝０でＢ状態に入ったとする。ｉ，，ｉ２は
容量３，４と抵抗５，６が前記設定条件に設定されてい
るので、次式で表わされる。Ａ状態 ｉ，＝（Ｖｃｃ／
１，）・ｔ …ｍ１２＝１。２十〔（Ｖｃ
ｃ一Ｖ。

２）／１２〕・ｔ …■Ｂ状態 ｉ，＝ｉｏ，＝〔（
Ｖｃｃ−Ｖｏ，）／１，〕・（ｔ−Ｔ，）
…｛３｝１２＝（ＶＣＣ／１２）・（ｔ−Ｔ，）
‐‐‐【４）ここでＶｃｃは電源電圧、Ｖｏ，，ｌ
ｏ，はインダクタンス１が磁気ェネルギを放出し始めた
時すなわちＢ状態の初期の容量３の端子電圧及びｉ，の
値である。

Ｖｏ２，ｌｏ２はィンダクタンス２が磁気ェネルギを放
出し始めた時すなわちＡ状態の初期の容量４の端子間電
圧及びｉ２の値である。第３図は以上ｉ，，ｉ２の変化
とトランジスタ７，８のコレクタ及びベース電圧の変化
を示したものである。‘１’〜｛４’式とＡ状態、Ｂ状
態が連続的に繰り返されることにより次の４式が導かれ
る。（Ｖｃｃ／１，）・Ｔ，＝ｊ。，
・・・｛５）（ＶＣＣ／１２）・Ｌ＝ｉ。２
…【６１（Ｖｃｃ／１，）Ｔ，十〔
（Ｖｃｃ−Ｖ。

，）ノー２〕Ｔ２＝０
…【７１（Ｖｃｃノー２）Ｌ＋〔（Ｖｃｃ−Ｖ
。２）ノー，〕Ｔ，＝０
…■さらに容量３，４のインダクタンス１，
２による充電電荷と、抵抗５，６による放電電荷が一致
することにより次式が導かれる。

季（ＶＣＣ／１１）ＴＩＴ２＝ （Ｖ。

，／ｒ，）（Ｔ，十Ｔ２） …【９１季（Ｖ比／
１２）ＬＴ１＝（Ｖ。

２／ｒ２）（Ｔ．十Ｔ２） ・・イ１０以上‘５｝
〜‘１０式より、Ｖｃｃ，Ｖｏ，，Ｖｏ２，ｌｏ，，ｉ
ｏ２を消去すればＴ，，Ｔ２は次式で表せる。

Ｔ，＝（２１，／ｒ，）・（１十１２ｒ，／１，ｒ２）
２ ．・・（１１）Ｌ＝（２１２／ｒ２）・（１十
１．ｒ２／１２ｒ，）２ …（１２）この（１１
），（１２）式の関係により，，ｒ２，１，が設定され
た値として既知であるので、Ｔ，，Ｔ２を測定すれば被
測定ィンダクタンスの値１２が次の３つの演算で求まる
。

まず（１１）式より・２ニｒ２（ｌＩＴＩ／２，）１々
−Ｉｌｒ２／ｒ， ．．，（１３）次に（１２
）式より１２＝ｒ・２ｒ２Ｔ２云４ｒ・ｒ２１１ 十〉ｒ２２ｒ・４ｒ２２毒が・３ｒ２２１１Ｔ２ ‐
‐‐（ＩＱざらに（１１），（１２）両式より１２＝ｒ
２１，Ｔ，／ｒ，Ｔ２ …（１５
）よって第１図の如く、非安定マルチパイプレータ部、
トランジスタ７，８のコレクタ電圧の低レベル時間長検
出回路１１，１２によりＴ，，Ｔ２を検出し、その出力
で（１３）〜（１５）式のいづれかの演算を行なう演算
回路１３を設け、その演算結果を出力すれば被測定ィン
ダクタンスの測定が出来ることとなる。

上記動作説明の中で述べた如く、トランジスタ７，８の
ベース電圧は、第３図の如くほぼＶ側Ｖｏ，の容量４，
３の端子間電圧だけ大地に対しマイナスとなることがあ
る。

このＶｏ２，Ｖｏ，の値は第３図のｉ・’ｉ２のグラフ
の上りの傾粉、幹事で、下りの懐きが（Ｖｃｃ−Ｖｏ，
）／１，，（Ｖｃｃ一Ｖｏ２）／１２より判る様Ｖｏ，
もしくはＶｏ２はＶｃｃの２倍以上となる。すなわちｉ
，もしくはｉ２のどちらかの下りの傾きは上りの傾きよ
り大きくなくてはならないから、例えばｊ，がそうであ
るとして学く‐雌生 ．・・（１６） １１ となり、Ｖｏ，＞２Ｖｃｃとなる。

ｉ２の場合でも同機である。よって電源電圧Ｖｃｃが高
くダイオード９，１０がない場合、トランジスタ７，８
のベースェミッ夕闇でッェプー降伏が生じトランジスタ
の破壊につながる。そこでこの様な危険を防止するため
、トランジスタ７，８のベース・ェミツタ間耐圧高めれ
ばよい。そのための方法の一つとしてダイオード９，１
０を挿入しているが、これはトランジスタ７のベースと
容量７、抵抗６との間に容量４と抵抗６側より、トラン
ジスタ７のベース側に順方向にダイオードを挿入し、か
つ同様にトランジスタ８ベースと容量３、抵抗５との間
に、容量３と抵抗５側より、トランジスタ８ベース側に
順方向にダイオードを挿入してもよい。またＶ。，，Ｖ
。２の値が、トランジスタ７，８のベース・ェミッタ間
の逆方向耐圧より小さい場合には前記ェミッ夕霞流逆流
阻止ダイオードは必要でない。

またこのィンダクタンス測定装置は電源電圧Ｖｃｃを変
化させてもィンダクタンス測定可能なことより、Ｖｃｃ
を変化させ測定電流ｉ２の大きさを調整することが可能
で、さらに抵抗５，６の値ｒ．，らを変化させることに
よりＴ２の周期も調整出来る。よってまず抵抗ｒ，，「
２の値を調整し測定周期を決め、電源電圧を調整するこ
とにより測定電流レベルを決めれば、被測定ィンダクタ
ンスの任意時間任意電流レベルでの値が測定出来る。以
上述べた如く本発明の非安定マルチパイプレータを含む
ィンダクタンス測定回路を用いれば、非常に簡単な回路
でィンダクタンス測定が正確に行なえ、しかも微小信号
を利用しないため電気的外乱に影響を受けることなく、
ィンダクタンス測定が可能となる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の非安定マルチパイプレータ部の動作原理の説明図、
第３図はｉ，，ｉ２及びトランジスタ７，８のベース及
びコレクタの電圧波形を示した図である。 １・・・・・・測定用標準ィンダクタンス、２・・・・
・・被測定ィンダクタンス、３，４・…・・発振用帰還
容量、５，６…・・・発振用帰還抵抗、７，８・・・…
スイッチング用トランジスタ、９，１０・・・・・・ェ
ミッタ電流逆流阻止ダイオード、１１，１２・・・・・
・時間長測定回路、１３・…・・演算回路。 第プ図 第２図 第う図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２個のトランジスタＴｒ＿１，Ｔｒ＿２と、前記Ｔ
   ｒ＿１，Ｔｒ＿２のコレクタにそれぞれ接続された基準
   および被測定用インダクタンスＬ＿１，Ｌ＿２と、容量
   Ｃ＿１，Ｃ＿２、抵抗Ｒ＿１，Ｒ＿２より成り、前記Ｌ
   ＿１，Ｌ＿２は電源に、前記Ｃ＿１，Ｒ＿１は並列に接
   続されて前記Ｔｒ＿２のベースに、前記Ｃ＿２，Ｒ＿２
   は並列に接続されて前記Ｔｒ＿１のベースに、前記Ｔｒ
   ＿１，Ｔｒ＿２のエミツタは大地にそれぞれ接続された
   非安定マルチバイブレータを有し、その発振状態で、Ｃ
   ＿１，Ｃ＿２のインピーダンスがＬ＿１，Ｌ＿２のイン
   ピーダンスより小さく、Ｒ＿１，Ｒ＿２によるＣ＿１，
   Ｃ＿２の放電時定数がその発振周期より長く構成し、前
   記Ｔｒ＿１，Ｔｒ＿２のコレクタにそれぞれ接続された
   コレクタ電圧低レベル時間長検出回路と、それら２つの
   低レベル時間長検出回路の出力を入力とする演算機能回
   路を設けたことを特徴とするインダクタンス測定回路。 ２ Ｔｒ＿１のベースとＣ＿２，Ｒ＿２との間にダイオ
   ードＣ＿２，Ｒ＿２側よりＴｒ＿１ベース側に順方向と
   なる様挿入し、かつ同様に、Ｔｒ＿２のベースとＣ＿１
   ，Ｒ＿１との間にダイオードをＣ＿１，Ｒ＿１側よりＴ
   ｒ＿２ベース側に順方向になる様挿入したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のインダクタンス測定回
   路。３ Ｔｒ＿１，Ｔｒ＿２のエミツタ・大地間にそれ
   ぞれダイオードをエミツタ側からアース側に順方向とな
   る様挿入したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のインダクタンス測定回路。