非线性电感的测量
第二章 电路基本元器件参数的测量
第二章 电路基本元器件参数的测量第一节 电阻的测量电阻的主要物理特性是对电流呈现阻力，消耗电能，但由于构造上有线绕或刻槽而使得电阻存在有引线电感和分布电容，等效电路如图2-1所示。
当电阻工作于低频时其电阻分量起主要作用，电抗部分可以忽略不计，即忽略L O 和ＣO 的影响，此时只需测出Ｒ值就可以了，但当工作频率升高时，电抗分量就不能忽略不计了。
此外，工作于交流电路的电阻的阻值，由于集肤效应、涡流损耗、绝缘损耗等原因，其等效电阻随频率的不同而不同，实验证明，当频率在1KHZ 以下时，电阻的交流阻值与直流阻值相差不超过1×10-4，随着频率的升高，其间的差值随之增大。
图2-1 电阻的等效电路 图2-2 电桥法测量电阻 一、固定电阻的测量 1、万用表测量电阻模拟式和数字式万用表都有电阻测量档，都可以用来测量电阻，测量时先选择好万用表电阻挡的倍率或量程范围，再将两个输入端（称表笔）短路调零，再将万用表并接在被测电阻的两端，读出电阻值即可。
在用万用表测量电阻时应注意以下几个问题：①要防止把双手和电阻的两个端子及万用表的两个表笔并联捏在一起，因为这样测得的阻值为人体电阻与被测电阻并联后的等效电阻的阻值，而不是被测电阻的阻值，在测几千欧以上的电阻时，尤其要注意这一点，否则会得到误差超出容许值的测量结果。
②当电阻连接在电路中时，首先应将电路的电源断开，决不允许带电测量电阻值。
若电路中有电容器时，应先将电容器放电后再进行测量。
若电阻两端与其它元件相连，则应断开一端后再测量，否则电阻两端连接的其它电路会造成测量结果错误。
③由于用万用表测量电阻时，万用表内部电路通过被测电阻构成回路，也就是说测量时，被测电阻中有直流电流流过，并在被测电阻两端产生一定的电压降，因此在用万用表测量电阻时应注意被测电阻所能承受的电压和电流值，以免损坏被测电阻。
例如，不能用万用表直接测量微安表的表头内阻，因为这样做可能使流过表头的电流超过其承受力（微安级）而烧坏表头。
非线性电路中的混沌现象实验报告
非线性电路中的混沌五：数据处理：1.计算电感L在这个实验中使用了相位测量。
根据RLC 谐振定律，当输入激励频率时LCf π21=，RLC 串联电路达到谐振，L 和C 的电压反向，示波器显示一条45度斜线穿过第二象限和第四象限。
实测：f=32.8kHz ；实验仪器标记：C=1.095nF 所以：mH C f L 50.21)108.32(10095.114.34141239222=⨯⨯⨯⨯⨯==-π估计不确定性：估计 u(C)=0.005nF ，u(f)=0.1kHz 但：32222106.7)()(4)(-⨯=+=CC u f f u L L u 这是mH L u 16.0)(=最后结果：mH L u L )2.05.21()(±=+2、有源非线性负电阻元件的测量数据采用一元线性回归法处理： (1) 原始数据：(2) 数据处理：根据RU I RR =流过电阻箱的电流，由回路KCL 方程和KVL 方程可知：RR R R U U I I =-=11对应的1R I 值。
对于非线性负电阻R1，将实验测量的每个（I ，U ）实验点标记在坐标平面上，可以得到：从图中可以看出，两个实验点（ 0.0046336 ，-9.8）和（ 0.0013899 ，-1.8）是折线的拐点。
因此，我们采用线性回归的方法，分别在V U 8.912≤≤-、 、 和8V .1U 9.8-≤<-三个区间得到对应的 IU 曲线。
0V U 1.8≤<-使用 Excel 的 Linest 函数找到这三个段的线性回归方程：⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤+-≤≤= 0U 1.72- 0.00079U - -1.72U 9.78- 30.000651950.00041U - 9.78U 12-20.02453093-0.002032U I经计算，三段线性回归的相关系数非常接近1（r=0.99997），证明区间IV 内的线性符合较好。
应用相关绘图软件可以得到U<0范围内非线性负电阻的IU 曲线。
实验1线性和非线性元件伏安特性测定
2． 实验内容和步骤
3.接线图
实验13.异步电动机继电控制的基本电路
2.实验内容和步骤 3.接线图
2． 实验内容和步骤
3.接线图
1.实验原理
测量电容两端电压随时间变化的曲线 （P.22图6-4取消，电路中的电阻用电阻箱）
用示波器只能测电压，不能测电流。
用示波器测量电流曲线的方法：从电阻 上测电压，再换算成电流。
实验7.研究LC元件在直流电路和交流电 路中的特性
1.实验原理 2.实验内容和步骤 3.接线图
1． 实验原理
线性电感元件上的电压、电流关系为 线性电容元件上的电压和电流关系为
解放电过程的微分方程
U c(t)
U e (t t0)/ 0
观测方法：用函数信号发生器输入连续 的方波（包括正负阶跃），通过示波器 观测波形，测量时间常数
实验内容：四个电路，每个电路两组参 数，在坐标纸上绘制8张输出波形图；用 示波器测量第一个电路第一组参数的时 间常数（从充电曲线和放电曲线中任选 一条曲线测量）
（a）含源一端口网络
（b）用戴维南定理等效替代 图3-1等效电源定理
（c）用诺顿定理等效替代
2． 实验内容和步骤
3.接线图
实验4.电压源与电流源的等效变换
1.实验原理 2.实验内容和步骤 3.接线图
1． 实验原理
电流源是除电压源以外的另一种形式的电源，它可以给外电路提供电 流。电流源可分为理想电流源和实际电流源（实际电流源通常简称电流 源），理想电流源可以向外电路提供一个恒值电流，不论外电路电阻的大 小如何。理想电流源具有两个基本性质：第一，它的电流是恒值的，而与 其端电压的大小无关；第二，理想电流源的端电压并不能由它本身决定， 而是由与之相联接的外电路确定的。理想电流源的伏安特性曲线如图4-1所 示。
非线性电感ppt
i L (0 + ) = i L (0 )
用后一瞬间的电感电流值。 用后一瞬间的电感电流值。
(7 19)
利用电感电流的连续性， 利用电感电流的连续性，可以确定电路中开关发生作
例7-7 图7-17(a)所示电路的开关闭合已久，求开关在t=0断 所示电路的开关闭合已久，求开关在 断 所示电路的开关闭合已久 开时电容电压和电感电流的初始值u 开时电容电压和电感电流的初始值 C(0+)和iL(0+)。 和 。
在已知电感电流i(t)的条件下，用式 － 容易求出其 在已知电感电流 的条件下，用式(7－17)容易求出其 的条件下 电压u(t)。 。 电压 例如L=1mH的电电感上，施加电流为i(t)=10sin(5t)A时， 的电电感上，施加电流为 例如 的电电感上 时 其关联参考方向的电压为
di d[10 sin( 5t )] 3 u (t ) = L = 10 × dt dt = 50 × 10 3 cos( 5t )V = 50 cos( 5t )mV
电感电压的数值与电感电流的数值之间并无确定的关 系，例如将电感电流增加一个常量k，变为 例如将电感电流增加一个常量 ，变为i(t)=k+10sin5tA 时，电感电压不会改变，这说明电感元件并不具有电阻元 电感电压不会改变， 件在电压电流之间有确定关系的特性。 件在电压电流之间有确定关系的特性。
例7-5 电路如图7－15(a)所示，已知L=5H电感上的电流 电路如图 － 所示，已知 电感上的电流 所示 波形如图7－ 所示， 波形如图 －15(b)所示，求电感电压 所示 求电感电压u(t),并画出波形 并画出波形 图。
图7-13 (a) 电感元件的符号 (b) 电感元件的特性曲线 (c) 线性时不变电感元件的符号 (d) 线性时不变电感的特性曲线
第十七章 线性电路简介
第十七章 非线性电路简介17．1 基本概念17．1．1 非线性元件与非线性电路 1． 非线性电阻（1） 定义：线性电阻的电压、电流关系是i u -平面上一条过原点的直线，否则称为非线性电阻，用函数)(i u u =或)(u i i =来表示。
（2） 分类：根据电压与电流的函数关系，非线性电阻可以区别成:电压控制型（电流是电压的单值函数，简称压控型）、电流控制型（电压是电流的单值函数，简称流控型）、单调型（电压是电流的单调函数）。
2． 非线性电感（1） 定义：线性电感的磁链、电流关系是i -ψ平面上一条过原点的直线，否则称为非线性电感，用函数)()(ψψψi i i ==或来表示。
（2） 分类：根据磁链与电流的函数关系，非线性电感可以区别成：电源控制型（磁链是电流的单值函数，简称流控型）、磁链控制型（电流是磁链的单值函数，简称链控型）、单调型（磁链是电流的单调函数）。
3． 非线性电容（1） 定义：线性电容的电荷、电压关系是u q -平面上一条过原点的直线，否则称为非线性电容，用函数)()(q u u u q q ==或来表示。
（2） 分类：根据电荷与电压的函数关系，非线性电容可以区别成：电压控制型（电荷是电压的单值函数，简称压控制）、电荷控制型（电压是电荷的单值函数，简称荷控制）、单调型（电荷是电压的单调函数）。
4． 非线性电路及其工作点用非线性方程描述的电路称为非线性电路，通常是指含有非线性元件的电路；不含动态元件的非线性电路称为非线性电阻电路，描述非线性电阻电路的方程是非线性代数方程；含有动态元件的非线性电路称为非线性动态电路，描述非线性动态电路的方程是非线性微分方程。
工作点：非线性电路的直流解称为工作点，它对应特性曲线上的一个确定位置。
5． 非线性元件的静态参数和动态参数（1） 静态参数：工作点与原点相连的直线的斜率，即：静态电阻：)()(Q i Q u RQ=，静态电感：)()(Q i Q L Q ψ=，静态电容：)()(Q u Q q C Q=。
电磁测量第15章 非电量测量
由 dR K dl 知，电阻丝的应变与电阻的相对变化具有
线性关系。R
l
系数K由统一的标准进行实验测定。
dR
K0
R
x
x 为轴向应变。K0为电阻丝应变片的灵敏度系数。
3. 电阻应变仪 电阻应变仪是与应变片配用的测量仪器。
将应变片接入电桥线 路中，电阻的相对变化即 可转换为电压的相对变化。
RW
x x0
2
x x0
3
...
S
y0 x0
1
x x0
x x0
2
x x0
3
...
为减小灵敏度的非线性，常采用差动形式
y
y
y0 x0
x 1
S
r
由材料力学， dr dl
r
l
dR
d
1 2 dl
l
d
1
2
dl
R
l dl
l
l d
K 1 2 称为金属丝应变灵敏度系数。
dl
对于金属材料，d 相对较小，其灵敏度主要取决于1+2项。
非电量电测技术：用电测技术的方法测量非电的物理量。
二、非电量电测技术的主要特点
1. 应用了已较为成熟和完善的电磁测量技术、理论和方法。 因此，非电量电测技术的关键是研究如何将非电量变换为 电磁量的技术——传感器技术。
lcr测试
LCR测试什么是LCR测试？LCR测试是一种测量电子元件（如电容器、电感器和电阻器）特性的方法。
LCR表示电感（Inductance）、电容（Capacitance）和电阻（Resistance），这三个参数是电子元件的基本特性。
LCR测试通过测量电子元件对不同频率下的电流和电压的响应来确定这些参数。
LCR测试的原理LCR测试基于阻抗测量原理。
电阻、电感和电容都具有不同的阻抗特性，而阻抗又与电流和电压的相对相位关系相关联。
通过测量电流和电压的相对相位差以及其大小，可以计算出电子元件的电阻、电感和电容值。
LCR测试的应用LCR测试广泛应用于电子元件的生产和品质控制过程中。
它可以帮助确定元件的特性是否符合规定的标准，以及是否满足设计要求。
LCR测试可以用于检测元件的电阻、电感和电容之间的非线性响应、频率依赖性以及温度依赖性等特性。
常见的应用场景包括：1.电容器测试：LCR测试可以用于测量电容器的容量，以确保其满足产品要求。
不同频率下的电容值可以帮助检测电容器的频率依赖性。
2.电感器测试：LCR测试可以用于测量电感器的电感值。
此外，还可以通过测量电感器的电阻值来检测其内部电阻。
3.电阻器测试：LCR测试可以用于测量电阻器的电阻值，以确保其在规定的精度范围内。
4.元件品质控制：LCR测试可以用于检测电子元件的质量，并筛选出不合格的元件。
通过快速、准确地测量元件的特性，可以提高生产效率。
LCR测试的步骤进行LCR测试时，一般需要按照以下步骤进行操作：1.准备测试设备：首先，需要准备一台LCR测试仪器。
根据待测试元件的类型和参数，选择适当的测试仪器。
2.连接测试电路：将待测试元件连接到LCR测试仪器的测试夹具或接触针上。
确保连接稳固可靠，并且没有其他干扰。
3.设置测试参数：根据待测试元件的特性和要求，设置测试仪器的测试参数，如频率范围、测试电压和测试模式等。
4.开始测试：按下测试仪器上的启动按钮，开始进行LCR测试。
实验七 线性和非线性电学元件伏安特性的测量
实验七线性和非线性电学元件伏安特性的测量本实验主要通过测量不同电学元件的伏安特性，了解电流-电压关系及其特点，并对线性与非线性元件进行区分。
同时，通过实验掌握伏安表和示波器的使用方法。
一、实验器材1. 直流电源2. 电阻箱3. 伏安表4. 示波器5. 切换开关6. 电路板7. 线性电阻、电流表等二、实验原理1. 线性电阻的伏安特性线性电阻是最基本的电阻元件，其伏安特性的特点是与电流成正比，即Ohm定律： U = IR其中，U为电压，I为电流，R为电阻值。
在实验中，通过调整电源输出电压，改变电路中的电流值，并通过伏安表测量电阻两端的电压，然后求解电阻的电压-电流关系，并绘制成伏安特性曲线。
除了线性电阻外，还有一些电学元件，如二极管、三极管、电容、电感等，它们的伏安特性不是线性的，即非线性元件。
其中最常见的是二极管。
其伏安特性的特点是在正向偏置情况下，电压很小时电流几乎不流动；但当电压超过一定值时，电流急剧增加。
而在反向偏置情况下，电流很小，电压增加时，电流也几乎不发生变化，称为反向饱和区。
三、实验步骤1. 准备实验器材并接线。
将直流电源连接到电路板上的正负极，将电阻箱、伏安表、电阻与电路板连接，并用切换开关选择要测量的电路。
选取二极管作为样品，通过调整直流电源输出电压来改变二极管的正向偏置电压，记录电流与电压数据。
描绘二极管的伏安特性曲线。
4. 数据处理与分析以伏安特性曲线为依据，对线性电阻和非线性元件进行分类，并分析非线性元件的工作原理。
四、实验注意事项1. 操作时注意电路的连接情况，避免拧错导致损坏实验器材。
2. 正确选择伏安表的测量范围，以避免仪器烧毁。
3. 电阻、二极管等元件的选取应合适，避免输出电压超过测量范围。
4. 实验完毕后，应及时关闭电源及伏安表电源，避免电路出现短路等危险。
电感式传感器的误差分析
电感式传感器的误差1.输出特性的非线性各种自感式传感器，都在原理上或实际上存在非线性误差。
测量电路也往往存在非线性。
为了减小非线性，常用的方法是采用差动结构和限制测量范围。
对于螺管式自感传感器，增加线圈的长度有利于扩大线性范围或提高线性度。
在工艺上应注意导磁体和线圈骨架的加工精度、导磁体材料与线圈绕制的均匀性，对于差动式则应保证其对称性，合理选择衔铁长度和线圈匝数。
另一种有效的方法是采用阶梯形线圈，如图3.12所示。
图3.12 阶梯形线圈2.零位误差差动自感式传感器当衔铁位于中间位置时，电桥输出理论上应为零，但实际上总存在零位不平衡电压输出(零位电压)，造成零位误差，如图3.13(a)所示。
过大的零位电压会使放大器提前饱和，若传感器输出作为伺服系统的控制信号，零位电压还会使伺服电机发热，甚至产生零位误动作。
零位电压的组成十分复杂，如图3.13(b)所示。
它包含有基波和高次谐波。
图3.13 零位误差 (ａ)零位电压；(ｂ)相应波形产生基波分量的主要原因是传感器两线圈的电气参数和几何尺寸的不对称，以及构成电桥另外两臂的电气参数不一致。
由于基波同相分量可以通过调整衔铁的位置(偏离机械零位)来消除，通常注重的是基波正交分量。
造成高次谐波分量的主要原因是磁性材料磁化曲线的非线性，同时由于磁滞损耗和两线圈磁路的不对称，造成两线圈中某些高次谐波成分不一样，不能对消，于是产生了零位电压的高次谐波。
此外，激励信号中包含的高次谐波及外界电磁场的干扰，也会产生高次谐波。
应合理选择磁性材料与激励电流，使传感器工作在磁化曲线的线性区。
减少激励电流的谐波成分与利用外壳进行电磁屏蔽也能有效地减小高次谐波。
一种常用的方法是采用补偿电路，其原理为：(1)串联电阻消除基波零位电压；(2)并联电阻消除高次谐波零位电压；(3)加并联电容消除基波正交分量或高次谐波分量。
图3.14(ａ)示出了上述原理的典型接法。
图中R用来减小基波正交分量，图3.14 零位电压补偿电路 (ａ)典型接法；(ｂ)实际电路作用是使线圈的有效电阻值趋于相等，大小约为0.1～0.5Ω，可用康铜丝绕制。
非线性电感
第十二章 非线性电路§12.1 非线性元件12.1.1 非线性电阻电阻元件的特性可以用电压u 和电流i 之间的关系来描述，称之为伏安特性关系。
线性电阻的伏安特性可以用欧姆定律来表示，即Ri u =，在i u -平面上是一条通过坐标原点的直线。
而非线性电阻元件的电压和电流关系不满足欧姆定律，它一般用某种特定的非线性函数来表示。
图12-1（a ）表示非线性电阻元件的电路符号，图12-1（b ）表示某种非线性电阻的伏安特性曲线。
根据非线性电阻元件的伏安特性，可以分为以下几类。
(a) (b)图12-1 非线性电阻及伏安特性曲线 1. 单调型非线性电阻元件单调型非线性电阻元件的伏安特性是单调增加或单调减小的函数。
如图12-2（a ）所示的PN 结二极管是典型的单调增加型非线性电阻，伏安特性如图12-2（b ）所示，从图12-2（b ）可以看出，电流i 随着电压u 的变化单调递增，但是图像过原点而关于原点不对称，其伏安特性可以用下列函数表示：)1(-=kT quS e I i (12-1)其中S I 为反向饱和电流，是常数，C q 19106.1-⨯=，是电子的电荷量，K J k /1038.123-⨯=，是玻尔兹曼常数，T 为热力学温度。
在K T 300=（室温）时，140-=V kTq 则 )1(40-=u S e I i从上式可以看出，电流i 随着电压u 单调增加。
-u(a) (b)图12-2 PN 结二极管及其伏安特性2. 电压控制型非线性电阻元件如果非线性电阻元件两端的电流是其电压的单值函数，这种电阻就称为电压控制型电阻，其伏安特性可以用下列函数关系表示)(u g i = (12-2)其典型的伏安特性曲线如图12-3所示。
从特性曲线可以看出，对于每一个电压值u ，有且只有一个电流值i 与之对应，但是，对于某一个电流值，则可能对应多个电压值。
隧道二极管就具有这样的伏安特性。
图12-3 隧道二极管的伏安特性曲线3. 电流控制型非线性电阻元件如果非线性电阻元件两端的电压是电流的单值函数，这种电阻就称为电流控制型电阻，其伏安特性可以用下列函数关系表示)(i f u = (12-3)其典型的伏安特性曲线如图12-4所示，从特性曲线可以看出，对于每一个电流值i ，有且只有一个电压u 值与之对应，但是，对于某一个电压值，则可能对应多个电流值。
非线性电路中的混沌现象_电子实验分析方案
1．计算电感L本实验采用相位测量。
根据RLC谐振规律，当输入激励的频率时，RLC串联电路将达到谐振，L和C的电压反相，在示波器上显示的是一条过二四象限的45度斜线。
测量得：f=30.8kHz；实验仪器标示：C=1.145nF由此可得：估算不确定度：估计u(C>=0.005nF，u(f>=0.1kHz则：即最终结果：2．用一元线性回归方法对有源非线性负阻元件的测量数据进行处理：<1）原始数据：99999.9 -11.75023499.9 -11.55013199.9 -11.350-11.150-10.950-10.750-10.550-10.350-8.950-8.750-8.550-8.350上表为实验记录的原始数据表，下表为数据处理时使用Excle计算的数据及结果。
<2）数据处理：根据可以得出流过电阻箱的电流，由回路KCL方程和KVL方程可知：由此可得对应的值。
对非线性负阻R1，将实验测得的每个<I，U）实验点均标注在坐标平面上，可得：图中可以发现，<0.00433464，-9.150）和<0.00118629，-1.550）两个实验点是折线的拐点。
故我们在、、这三个区间分别使用线性回归的方法来求相应的I-U 曲线。
经计算可得，三段线性回归的相关系数均非常接近1<r=0.99997），证明在区间内I-V 线性符合得较好。
应用相关作图软件可以得出非线性负阻在U<0区间的I-U曲线。
将曲线关于原点对称可得到非线性负阻在U>0区间的I-U曲线：该图为根据计算绘出的I-U图，能清楚的看到拐点和变化关系。
3．观察混沌现象：<1）一倍周期：<2）两倍周期：<3）四倍周期：<4）单吸引子：<5）三倍周期(6>双吸引子：六、什么叫混沌？表现在相图上有什么特点？答：混沌大体包含以下一些主要内容：（1）系统进行着貌似无归律的运动，但决定其运动规律的基础动力学却是决定论的；（2）具体结果敏感地依赖初始条件，从而其长期行为具有不可测性；（3）这种不可预测性并非由外界噪声引起的；（4）系统长期行为具有某些全局和普适性的特征，这些特征与初始条件无关。
电路实验报告
实验一 元件特性的示波测量法一、实验目的1、学习用示波器测量正弦信号的相位差。
2、学习用示波器测量电压、电流、磁链、电荷等电路的基本变量3、掌握元件特性的示波测量法，加深对元件特性的理解。
二、实验任务1、 用直接测量法和李萨如图形法测量RC 移相器的相移ϕ∆即uC u sϕϕ-实验原理图如图5-6示。
2、 图5-3接线，测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线（电源频率在100Hz~1000Hz 内）： （1）线性电阻元件（阻值自选）（2）给定非线性电阻元件（测量电压范围由指导教师给定）电路如图5-7 3、按图5-4接线，测量电容元件的库伏特性曲线。
4、测量线性电感线圈的韦安特性曲线，电路如图5-55、测量非线性电感线圈的韦安特性曲线，电源通过电源变压器供给，电路如图5-8所示。
图 5-7 图 5-8这里，电源变压器的副边没有保护接地，示波器的公共点可以选图示接地点，以减少误差。
三、思考题1、元件的特性曲线在示波器荧光屏上是如何形成的，试以线性电阻为例加以说明。
答：利用示波器的X-Y方式，此时锯齿波信号被切断，X轴输入电阻的电流信号，经放大后加至水平偏转板。
Y轴输入电阻两端的电压信号经放大后加至垂直偏转板，荧屏上呈现的是u x,u Y的合成的图形。
即电流电压的伏安特性曲线。
3、为什么用示波器测量电路中电流要加取样电阻r，说明对r的阻值有何要求？答：因为示波器不识别电流信号，只识别电压信号。
所以要把电流信号转化为电压信号，而电阻上的电流、电压信号是同相的，只相差r倍。
r的阻值尽可能小，减少对电路的影响。
一般取1-9Ω。
四、实验结果1．电阻元件输入输出波形及伏安特性2．二极管元件输入输出波形及伏安特性实验二 基尔霍夫定律、叠加定理的验证 和线性有源一端口网络等效参数的测定一、实验目的1、加深对基尔霍夫定律、叠加定理和戴维南定理的内容和使用范围的理解。
2、学习线性有源一端口网络等效电路参数的测量方法3、学习自拟实验方案，合理设计电路和正确选用元件、设备、提高分析问题和解决问题的能力 二、实验原理 1、基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是电路普遍适用的基本定律。
开关磁阻电机电感曲线
开关磁阻电机电感曲线开关磁阻电机电感曲线解析与应用1. 引言在现代工业和电子领域，电机是不可或缺的设备之一。
在电机中，开关磁阻电机是一种新型的驱动方式，具有高效能、高性能和高可靠性的特点。
而了解开关磁阻电机的电感曲线，对于深入理解其工作原理和优化其性能具有重要意义。
2. 开关磁阻电机概述开关磁阻电机是一种基于磁阻原理的驱动方式，它使用一个转子和一个定子来实现电机的运动。
其独特之处在于通过改变电路中的磁路特性来驱动电机，从而实现高效能和高速度的转动。
3. 电感曲线的含义电感曲线描述了电感器件随时间变化的电感值。
在开关磁阻电机中，电感曲线反映了电机磁场的变化规律以及电机在不同负载条件下的性能表现。
了解电感曲线有助于我们判断电机的动态特性，优化控制策略，提高电机的工作效率和响应速度。
4. 电感曲线的测量方法为了获得开关磁阻电机的电感曲线，我们可以使用霍尔传感器或者磁阻传感器来测量电机磁场的变化。
通过采集和记录电感数据，我们可以绘制出电感曲线，并分析其中的变化规律。
5. 电感曲线的特点在电感曲线中，我们可以观察到以下几个特点：(1) 开关磁阻电机电感曲线是非线性的，其形状和斜率会随着工作条件的变化而改变。
(2) 曲线的斜率反映了电机的动态响应能力，斜率越大，电机的响应速度越快。
(3) 曲线的峰值和谷值反映了电机的磁场变化幅度，峰值越高，说明电机的磁场变化越大。
6. 电感曲线的应用电感曲线在开关磁阻电机的控制和优化中起着重要的作用。
通过分析电感曲线，我们可以确定最佳的控制策略，提高电机的效率和性能。
电感曲线也可以帮助我们判断电机是否处于最佳工作状态，及时进行维护和修理。
7. 个人观点和理解在我看来，开关磁阻电机电感曲线是开关磁阻电机的"指纹"，它可以帮助我们了解电机的工作状态和性能表现。
通过深入研究电感曲线，我们可以更好地设计和控制开关磁阻电机，实现高效能和高性能的工作。
总结通过对开关磁阻电机电感曲线的分析和应用，我们可以更好地理解电机的工作原理和优化其性能。
万用表测量电阻电容电感
待测电感与基准电感的差距越小，测量就越准确，因此对于不同电感值电感，应当采用不同的基准电感。电路的切换仍然用继电器来控制，在此为避免重复，继电器部分不再重述，与切换电阻的方法是完全一样的。为了简化电路，我们采用两个量级的基准电感10mH和10 。电路如图表10
4
在我们的万用表中，各种各样的器件都需要稳定的不同的电源供给，而我们可用的电压只有 ，为了得到这些不同的电压，我们自己搭建了几个稳压电路。
I、5V电压
在实际中应用很广泛的是7805芯片，在此我们选用该芯片提供5V电压。
I I、-5V电压
我们采用7660来提供-5V电压
I I I、12V电压
由于我们可用的电压只有 一种，如果直接从15V稳压到5V，不仅稳压效果不好，而且7805会严重发热，甚至芯片被烧坏。为此，我们采用多级稳压，先将15用7812稳压到12V在将12V电压稳到5V。稳压模块的电路图如图表4
程序框图：
图表15
五、设计效果
经过测试，我们可以测量100 -1M ，误差在%以内；
可以测量1-20 的小电阻，误差在5%以内；
可以测量100
误差分析
本系统误差主要由恒流源、AD真有效值转换、双积分ADC器件等几个方面所带来的误差。AD真有效值转换，在误差允许的范围内可以将所测交流电压转换成对应的真有效值，但不可避免地受到环境温度的影响，造成转换时可能引起误差；由于环境温度的改变，在用恒流法测电阻时，会引起恒流源不为一个定值，导致所测电阻流过恒流源所产生的电压有所偏差，特别是在测小电阻时，插槽与被测小电阻之间的接触电阻会引起测量的较大误差；双积分ADC器件与前端处理电路同样受到温度、电磁场、工频干扰的影响，会引起数据的不稳定。
基于直流偏置下的非线性电感损耗测量方法[发明专利]
![基于直流偏置下的非线性电感损耗测量方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ea6331fac281e53a5902ff1f.png)
专利名称：基于直流偏置下的非线性电感损耗测量方法专利类型：发明专利
发明人：郑峰,张钰,王培康,王骏飞
申请号：CN201210255416.9
申请日：20120720
公开号：CN102768307A
公开日：
20121107
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于直流偏置下的非线性电感损耗测量方法，主要解决现有技术求解非线性电感磁芯损耗速度慢的问题。
其实现步骤是：先量出被测电感的尺寸，得到其物理参数；在有限元软件中建立电感模型，并对其进行网格划分；对电感模型施加电压激励，使得电感模型中的电流值等于设定的偏置电流；当电感模型中的电流到达偏置电流后，对电感模型施加周期信号，使得电感模型中的电流波形与实际电流一致；用Stienmetz方程计算磁芯损耗密度，最终通过求和得到整个电感磁芯的损耗。
本发明具有测量速度快、精度高的优点，可用于电路设计。
申请人：西安电子科技大学
地址：710071 陕西省西安市太白南路2号
国籍：CN
代理机构：陕西电子工业专利中心
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线性与非线性元件伏安特性的测定
1线性与非线性元件伏安特性的测定一.实验目的1 •学习直读式仪表和直流稳压电源等仪器的使用方法 2•掌握线性电阻元件、非线性电阻元件的伏安特性的测试技能3•加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解•验证欧姆定律二•实验原理电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件， 有阻碍电流流动的性能。
当电流通过电阻元件 时，电阻元件将电能转换成其它形式的能量.并沿着电流流动的方向产生电压降。
电压降的大小等于电流的大小与电阻的乘积。
电压降和电流及电阻的这一关系称为欧姆定律。
U=IR上式的前提条件是电压 U 和电流I 的参考方向相关联.亦即参考方向一致。
如果参考方 向相反•则欧姆定律的形式应为U = -IR电阻上的电压和流过它的电流是同时并存的. 也就是说，任何时刻电阻两端的电压降只由该时刻流过电阻的电流所确定， 与该时刻前的电流的大小无关， 因此，电阻元件又被称为“无记忆”元件。
当电阻元件R 的值不随电压或电流大小的变化而改变时，则电阻 R 两端的电压与流过它的电流成正比例。
我们把符合这种条件的元件称为线性电阻元件。
反之.不符合上述条件的电阻元件被叫做非线性电阻元件。
电阻元件的特性除了用电压和电流的方程式表示外， 还可以用其电流和电压的关系图形来表示，该图形称为此元件的伏安特性曲线。
线性电阻的伏安特性曲线为一条通过坐标原点的直线，该直线的斜率即为电阻值，它是一个常数。
如图1-1所示。
半导体二极管是一种非线性电阻元件。
它的电阻值随着流过它的电流的大小而变化。
半导体二极管的电路符号用 本表示.其伏安特性如图 1-2所示。
由此可见半导体二极管的伏 安特性为非对称曲线。
对比图1-1和图1-2可以发现，线性电阻的伏安特性对称于坐标原点。
这种性质称为双 向性，为所有线性电阻元件所具备。
半导体二极管的伏安特性不但是非线性的.而且对于坐标原点来说是非对称性的，又称非双向性。
这种性质为多数非线性电阻元件所具备。
半导体二极管的电阻随着其端电压的大小和极性的不同而不同， 当外加电压的极性和二极管的极性 相同时，其电阻值很小，反之二极管的电阻很大。
电感测量方法及应用
电感测量方法及应用发表时间：2020-12-07T08:04:25.254Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：王会生[导读] 本文使用两种方法，对不同环境下纯电感线圈、风电电机定子绕组进行电感测试研究，达到科学、准确的测量目的。
中车永济电机有限公司检测实验中心山西永济 044502摘要：本文使用两种方法，对不同环境下纯电感线圈、风电电机定子绕组进行电感测试研究，达到科学、准确的测量目的。
关键词：LCR测试仪；单相交流电源法；自感；互感；漏感引言线圈电感因结构、测试环境、使用电源品质不同，造成测试结果存在较大差异。
现使用电感测试仪、单相交流电源法分别测试纯电感线圈、风电定子绕组电感值，通过比对分析，查找两种方法的可替换条件及等价性。
1 电感测量影响因素空心线圈电感：由于线圈无铁心，磁通Φ的磁路磁阻是线性的，磁通Φ与电流i成正比，线圈的电感为：常数，此线圈在电路中为一线性电感元件。
电感量是一个与线圈的匝数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。
交流铁心线圈：当线圈两端加上交流电压u后，线圈中有电流i流过，磁动势iN（N为线圈匝数）产生的磁通绝大部分通过铁心闭合，这部分为主磁通Φ。
此外有很少一部分磁通经过非导磁介质（如空气、绝缘油等）闭合，即漏磁通Φσ。
主磁通和漏磁通的磁路性质不同，主磁通通过铁心，由于铁心磁路的磁饱和性，i和Φ之间不存在线性关系，铁心线圈是一个非线性电感元件。
而铁心线圈的漏电感为常数，励磁电流i与Φσ成线性关系。
交流铁心线圈电感值的影响因素包括：互感、漏感现象产生的感应电动势。
2 电感测量方法2.1 电感测试仪法采用数字电桥即数字式LCR测试仪IM3536，测量原理见图1。
0℃～40℃、80%rh以下使用，高精度±0.05％ rdg。
测量频率：4 Hz～8 MHz；测量信号电平（V模式）：4 Hz～1 MHz为10 mV～5 V rms（最大50mA）；分辨率：10mV～1V rms时1mVrms步进；串联电感：±（0.00000μ～9.99999 GH）。
实验1线性与非线性元件伏安特性的测定
图4-1 理想电流源及其伏安特性
2． 实验内容和步骤
3.接线图
实验5 一阶电路实验
研究内容
实验电路
正阶跃响应 负阶跃响应 电路参数对阶跃响应的影响 如何测量一阶电路的时间常数
输入正阶跃信号
输出波形？ 输入负阶跃信号
输出波形？
以第一个一阶电路为例，解充电过程的 微分方程，得到
Uc( t) U0 ( 1e
（a）含源一端口网络
（b）用戴维南定理等效替代 图3-1等效电源定理
（c）用诺顿定理等效替代
2． 实验内容和步骤
3.接线图
实验4.电压源与电流源的等效变换
1.实验原理 2.实验内容和步骤 3.接线图
1． 实验原理
电流源是除电压源以外的另一种形式的电源，它可以给外电路提供电 流。电流源可分为理想电流源和实际电流源（实际电流源通常简称电流 源），理想电流源可以向外电路提供一个恒值电流，不论外电路电阻的大 小如何。理想电流源具有两个基本性质：第一，它的电流是恒值的，而与 其端电压的大小无关；第二，理想电流源的端电压并不能由它本身决定， 而是由与之相联接的外电路确定的。理想电流源的伏安特性曲线如图4-1所 示。
星形电路:
三角形电路:
2.实验步骤:
1)线电压、相电压测量，用MC1098直接测量， 测量结果填表. 2)星形电路：按图连接电路，测量对称负载有中 线、对称负载无中线、不对称负载有中线、不 对称负载无中线电路的参数。用二瓦计法测量 三相功率的测量电路. 3)三角形电路：测量对称负载、不对称负载电路 的参数，按连接电路. 4)相序测量
实验11
三相交流电路
1.实验原理: 线电压：端线之间的电压（UAB、UBC、UCA）。标称值 为380V，实际值与负载有关。 相电压：每一相的电压（UA0、UB0、UC0）。标称值为 220V，实际值与负载有关。 线电流：端线中的电流（IA、IB、IC） 相电流：各相电压源中的电流（IAB、IBC、ICA） 电压与电流之间的位相差：φ 功率因数：cosφ 有功功率又称平均功率：P=UIcosφ，单位：w 无功功率：Q=UIsinφ，单位：var 视在功率：S=额定电压×额定电流，单位：V· A 瞬时功率：用普通仪器不易测量 三相电路中负载的接法：星形、三角形
电感检测实训报告
一、实训目的本次电感检测实训旨在使学生掌握电感的概念、分类、特性，了解电感元件在电路中的作用，并能正确使用电感检测仪器对电感元件进行检测。
通过实训，提高学生的动手能力和实际操作技能。
二、实训内容1. 电感元件的基本知识2. 电感元件的分类及特性3. 电感检测仪器的使用4. 电感元件的检测方法5. 实际电路中电感元件的应用三、实训过程1. 电感元件的基本知识首先，我们学习了电感元件的定义、分类、符号及单位。
电感元件是一种储存电能的元件，当电流通过电感元件时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化。
电感元件的分类包括：线性电感、非线性电感、固定电感、可变电感等。
电感元件的符号为L，单位为亨利（H）。
2. 电感元件的分类及特性我们了解了各种电感元件的特性，如线绕电感、贴片电感、空心电感等。
线绕电感具有较大的电感值，但体积较大；贴片电感体积小，但电感值较小；空心电感电感值较大，但容易受外界因素影响。
3. 电感检测仪器的使用我们学习了电感检测仪器的使用方法，包括仪器的开机、校准、测量等步骤。
电感检测仪器主要有LCR测试仪、电感计等。
4. 电感元件的检测方法我们掌握了电感元件的检测方法，包括以下几种：（1）直接测量法：使用电感检测仪器直接测量电感元件的电感值。
（2）比较法：使用电感检测仪器分别测量待测电感元件和标准电感元件的电感值，比较两者的差异。
（3）替换法：将待测电感元件替换到电路中，观察电路性能的变化，从而判断电感元件的好坏。
5. 实际电路中电感元件的应用我们了解了电感元件在实际电路中的应用，如滤波、振荡、延迟等。
在滤波电路中，电感元件可以阻止高频信号的通过，实现低通滤波；在振荡电路中，电感元件与电容元件配合，产生稳定的振荡信号；在延迟电路中，电感元件可以延迟信号的传输。
四、实训结果通过本次实训，我们掌握了电感元件的基本知识、分类、特性，了解了电感检测仪器的使用方法，并能正确使用电感检测仪器对电感元件进行检测。
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! $ 只 与 回 线 顶 点 的 )( ( 值 有 关 & 平 均 电 感!
这一点是磁化曲线上的一点$ 因此$ 平均电感只 与磁化曲线有关 $ 与 磁 滞 回 线 " 如 图 # $ 其 中 () 为磁化曲线 ) *+)* *+ + )* 为磁滞回线 # 的形状 无关 &
图!
!"$ 曲线
物理基本理论及实验仪器! 通过对已知物理理论 加以实验验证 " 根据已知理论及实验测量的特点 ! 提出了一种新型实验! 该实验通过方法的综合和 不同知识点的综合对一些实验现象或理论进行深 入的研究 ! 从而加深了对非线性电感的理解 "
"
电感的定义
电感是电磁学理论一个十分重要的物理量!
而带铁芯的电感则在实际的交流电路中有着更为 广泛的应用" 由电磁学理论可知! 一个线圈的电
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!"#$%" &’#$("$ )*)#+!"$, -. ’.#$/"$, 0’"-#$
电子产品可靠性与环境试验
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感值 $ 即为式 "%’’ 在一个周期内的平均值 & 可导出 ! !$ % ! !" # 所示 $ 得出 ! %$ 关系 $ 如图 ! 所示 & "%" #
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测得不同工作电流下铁芯的电感值的如表 %
表 * 实验数据
)) 磁感应强度 + !) 对于铁磁材料 %11" " 所以式 & 2$ !#!’ &" 3 % $ !!’% " 由 !4!" & 其中 ! 为绝对磁导率 $ 得 ( !"4!’% " 即 %4 ! " !’ 也就是说 ( 磁化曲线上每点的切线斜率为 (
56" &" $ 4 ! !’
根据 ( 定义有 )$!( $ 其中 ! 为绝对磁导率 &
"*)%
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图#
铁心线圈示意图
则电感 ! "%’ ’ 实验中$ 采用交流伏安法测量 ! 值$ 每一电 流值相对应一电感 !$ 当交流电压交变的时候 $ 电 感也在最大值和最小值之间变化& 我们测量的电
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图%
) % ( 曲线
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图"
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现以微观的磁化规律来定性地解释 !!" 曲线 " 根据磁场强度定义 (
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图!
!! " 曲线
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)) 磁化强度 * %)
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用 ) 型矽钢片的 !! " 曲线与实验测量的 &!
# 曲线对比
用智能磁滞回线实验仪测量矽钢片的 ! !" 曲 线 " 数据如表 * 所示 %
收稿日期 # "%%(1"01"3
作者简介 # 王莉 *!,2’1 %! 女 ! 辽宁大连人 ! 吉林省电子信息产品监督检验研究院高级工程师 ! 国家注册审核 员 ! 主要从事 技术管理 ) 质量管理 ) 质量认证咨询工作 (
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即 ! 4!756" & $$ " 因 此 " 可 以 由 56" & " $ 描 述 ! &" $ 的大小 " 进而解释 !! " 曲线 %
.87+ 年外斯为了解释铁磁性提出分子场理论 "
第!期
王莉等 ( 非线性电感的测量
从 ! ! " 曲线上一点到 " 连线的斜率代表该 磁化状态下的磁导率 !# ! " 由于磁化曲线不是线
"
性的 " 当 " 在 # 开始增加时 " ! 由某一数值 !$ 开始 增加 #!$ 值是 ! ! " 曲线在原点处切线的斜率值 $" 然后接近某一最大值 !%% 当 $ 再增加时 " 磁 化接 近饱和 " ! 值急剧地减小 " 如图 % 所示 %
#&%
利用介质的磁化规律解释实验结果 图 ’ 是具有铁芯的线圈 $ 截面积为 %$ 其线度
与长度 & 相比很小 $ 其上有 ’ 匝线圈 $ 现通电流 $ $ 忽略漏磁 $ 由安培环路定理有 !
& 与 !% ( 曲线相似 &
($ ’$ &
磁通量
"%% ’
#&! ! % ( 曲线
铁磁介质的磁化规律有一些共同点$ 假设磁 介质在磁化场 ($" 时 $ 处于未磁化状态 )$!"("$" $ 在 ) %( 曲线上这一状态相当于坐标原点 ( & 在逐 渐 增 加 ( 时 , 通 过 增 加 电 流 实 现 #$ ) 随 $ 增 加 $ 开 始 时 ) 增 加 缓 慢 , ) % ( 曲 线 的 (, 段 #$ 然 后 经 过 一 段 急 剧 增 加 的 过 程 , ,- 段 #$ 又 缓 慢 下 来 ,-. 段 #$ 继续增大磁化场 $ ) 几乎不变 $ 这 时我 们说介质磁化趋于饱和 ,.) 段 #$ 如图 / 所示 &
3"4 5*&.$# @?@G9@=DI 9@$PKED@K=’ ODA@=E9K $9=G=KEI9K ’ ODA@=E9ZDE9?@’ O=DQPI=O=@E-
!
引言
传统的非线性电感的测量! 是利用已掌握的
感定义为 # $! % !# $! $" 式 $ ! % 中 # !& && 磁通匝链数 ’ && 电流 ( "& $" % $!##$"##$$% 式 $" % 中 # #& && 线圈匝数 ’ && 线圈面积 ’ $& && 磁通量 ( "& 又由 # %##% $&&’% $’ % 在没有磁介质条件下 ’#% ! $% 是真空磁导率 ( 利用式 $" %) *’%! 可得 # *( % $!##$$%$&
12$)&#/)# +=DQPI=O=@E ?N @?@G9@=DI 9@$PKED@K= D@$ 9EQ S<VQ9KDG O=K<D@9QO DI= 9@E=@Q9J=GV
QEP$9=$- *<= O=DQPI9@A I=QPGEQ ?N @?@G9@=ID 9@$PKED@K= D@$ E<=9I I=GDE9?@Q<9S Y9E< 9@$PKED@K= E<=?IV D@$ ODA@=E9K $9=G=KDI9K E<=?IV DI= D@DGVZ=$ PQ9@A D @=Y EVS= ?N =[S=I9O=@EQ- *<= I=QPGE KD@ \= DSSG9=$ E? E<= E=QE ?N 9@$PKE9J= K?OS?@=@EQ Y9E< 9I?@ K?I=Q-
#
实验结果
非 线 性 电 感 !% $ 曲 线 是 一 条 先 急 剧 上 升 然 后
图$ 磁滞回线
再急剧下降 $ 最后缓慢下降的曲线 &
由式 ,%##$ 可以知道电感随磁导率 ! 的变化 而变 化 $ 且 ! 正 比 于 !$ 所 以 测 量 得 到 的 !% $ 曲 线与 ! % $ 曲线应该是 相似的 & 又根 据安培环路 定 理 ( $ ’ $ $ 可 知 ( 正 比 于 $ $ 所 以 ! %$ 曲 线 应 该
在有磁介质的条件下% 重复上述推导% 并利 用 +2!& % 得 $ !, " $2 ’ ) ! % 式 !," 中 $ !# ## 绝对磁导率 ( 因为 ! 是随 ( ! 励磁电流 " 的变化而改变的一 个物理 量 % 从 而 测 量 的 $ 值 将 不 是 定 值 % 而 是 一 个随 ( 变化的较复杂的物理量 (
提出基于两个假定 (
9 $ 在铁磁介质内分为许多宏观小 , 微观 大的
区域+ 每个区域内存在自发磁化" 但是区域磁化 方向不同 " 所有区域磁化强度的矢量和为 7 " 在没 有外场的作用时" 整体不表现磁性" 这些小区域 称为磁畴 +
: $ 每个磁畴内的自发磁化是由于存在一个分
子场作用 " 使原子磁矩沿分子场方向平行排列 + 对照 % ! " 曲线 & 图 ;$ 来说 " 在 "< 段磁场 较弱" 畴壁在外场作用下的运动受杂质和缺陷的 阻碍比较缓慢 " 因此 % 的变化也比较缓慢 + 在 <= 段 " 在外场作用下畴壁有足够的能量越 过杂质和缺陷的阻碍 " 所以畴壁运动比较快 " 从 而 % 变化也比较快 +