01短路铜片

在 利用一个继电器来实现脚踏鼠标按钮 中使用了一个220VAC驱动的小型继电器中的电磁铁来驱动指尖鼠标的左键动作。其中有一个令人奇怪的情况，那就是在线圈的磁芯上，有一半是镶嵌有有一个铜片。

那么问题来了：

• 这个镶嵌的铜片的作用是什么？
• 如果将其去掉继电器是否还能够正常工作呢？

^{▲ 交流220VAC驱动的继电器}

这个短路铜片实际上绕过了一多半（三分之二）的电磁铁的铁芯。它将影响了电磁铁的很大一个比例的磁通量。

因此为了能够回答上面的问题，需要能够测量在短路铜片作用下，电磁铁表面的磁场的特性。

^{▲ 继电器内部的交流电磁铁上面的短路铜片}

02线圈基本参数

1.LCR表测量

使用手持LCR表测量继电器线圈的基本参数：

• L = 21.88H
• Rs=17.28kΩ，使用万用表测量的电阻：14.88Ω

2.电压电流关系

使用自耦变压器调整施加的50Hz的交流电压，测量电压U1,U2，反映继电器上的电压和电流之间的关系。

^{▲ 测量方案}

采样	采样1	采样2	采样3	采样4	采样5	采样6	采样7	采样8	采样9	采样10
Volt(V)	0.12	28.72	59.66	85.54	112.78	135.23	159.94	184.18	204.69	225.77
Curr(A)	4e-05	0.001775	0.003645	0.005212	0.00685	0.008181	0.009651	0.011092	0.012274	0.013465

^{▲ 施加电压与电流之间的关系}

使用最后一组电流（I_L）、电压(U_L)可以计算出继电器线圈的阻抗R_CL：

R C L = U L C L = 225.77 0.013465 = 16.767 k Ω R_{CL} = {{U_L } \over {C_L }} = {{225.77} \over {0.013465}} = 16.767k\Omega RCL​=CL​UL​​=0.013465225.77​=16.767kΩ

根据前面测量L_C=21.88H，R_C=14.88kΩ，那么线圈电抗的理论值为：

理论值与测量的阻抗之间相差2.25%。

03线圈磁芯磁场

1.测量方法

使用 差分霍尔器件测量电路 中的线性HALL测量线圈磁芯表面的磁感应强度。

使用330Ω电阻采样线圈交流电流波形，对比HALL检测到的次感应信号，可以看到在线圈磁芯表面的感应信号与线圈电流之间基本上是同相的，只是幅值发生变化。

^{▲ 线圈磁芯不同位置的磁场}

2.测量结果

分析前面测量的结果可以看到。在线圈磁芯上的短路铜片并没有对表面的磁场相位产生影响，有可能只是对于磁芯的磁场强度进行衰减。

04也许是简单原因

为了证明这个铜片只能对于所产生的磁场进行衰减，试图将该铜片取下来。但是很困难，所以最终心里还是明白一个问题，那就是：

这个铜片仅仅是为了固定线圈的挡板

在没有找到其它的作证之前，也许这就是答案。也许我还是多虑了。

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■ 相关文献链接:

• 利用一个继电器来实现脚踏鼠标按钮
• 差分霍尔器件测量电路