siltapiirejä käytetään erilaisten komponenttien arvojen mittaamiseen kuten vastus, kapasitanssi, induktanssi jne. Siltapiirin yksinkertainen muoto koostuu neljän vastuksen / impedanssivarren verkosta, joka muodostaa suljetun piirin. Virtalähde syötetään kahteen vastakkaiseen solmuun ja nykyinen ilmaisin kytketään kahteen jäljellä olevaan solmuun. Tässä artikkelissa käsitellään Andersonsin siltapiirin toimintaa ja sen sovelluksia.

silta piiri

Siltapiirit käyttävät nollaindikaatioperiaatetta ja vertailumittausmenetelmää, joka tunnetaan myös nimellä 'Sillan tasapainotila nollajännitteellä. Siltapiiri vertaa tuntemattoman komponentin arvoja tarkkaan tunnetun standardikomponentin arvoihin. Siten tarkkuus riippuu enimmäkseen siltapiiristä, ei nollaindikaattorista.

Yllä olevasta siltapiiristä tasapainotusyhtälö on

“laskuri jk flip flopin avulla ”

Erilaiset sillat

Kahden tyyppisiä siltoja käytetään komponenttien arvojen mittaamiseen. Ne ovat DC-siltoja ja AC-siltoja.

DC-sillat ovat

Wheatstonen silta
Kelvinin silta

Erilaiset AC-sillat ovat,

Induktanssin vertailusilta
Kapasitanssin vertailusilta
Maxwellin silta
Siellä on silta
Andersonin silta
Scheringin silta
Wienin silta

AC-sillat

Vaihtosiltoja käytetään usein mittaamaan tuntemattoman impedanssin arvo (induktorien itse / keskinäinen induktanssi tai kondensaattoreiden kapasitanssi tarkasti). A.C-siltapiiri koostuu neljästä impedanssista, AC-virtalähteestä ja tasapainotetusta ilmaisimesta. Tasapainonilmaisimet, joita käytetään yleensä AC-siltoihin, ovat

Kuulokkeet (taajuuksilla 250 Hz - 3-4 kHz)
Viritettävä vahvistinpiiri (taajuusalueelle 10 Hz - 100 Hz)
Tärinägalvanometrit (matalalle taajuudelle 5 Hz - 1000 Hz)

Nollavaste (sillan tasapainotila) voidaan saada vaihtelemalla yhtä siltavartta. Komponentin impedanssi on polaarimuodossa, jolla voi olla suuruus ja vaihekulman arvo. Edellä esitetylle A.C-piirille impedanssi voidaan kirjoittaa suuruuden ja vaihekulman perusteella

Missä Z1, Z2, Z3, Z4 ovat suuruuksia ja θ1, θ2, θ3 ja θ4 ovat vaihekulmia. Kaikkien impedanssien tulo on suoritettava napamuodossa, jossa kaikki suuruudet kerrotaan ja vaihekulmat tulisi lisätä.

Tässä sillan on oltava tasapainossa sekä olosuhteiden suuruuden että vaihekulmien suhteen. Edellä olevista yhtälöistä kaksi ehtoa, jotka täytetään siltatasapainolle. Yhdistämällä molempien osapuolten suuruudet, saamme suuruusolosuhteet,

Z1.Z4 = Z2.Z3

Ja myös vaihekulmat, θ1 + θ4 = θ2 + θ3

Vaihekulma on + ve induktiiviset impedanssit ja –ve kapasitiivisille impedansseille.

induktiiviset impedanssit ja kapasitiiviset impedanssit

Andersons-sillan rakentaminen ja työskentely

Andersonin silta on AC-silta, jota käytetään kelan itsensä induktanssin mittaamiseen. Sen avulla voidaan mitata kelan induktanssi käyttämällä tavallista kondensaattoria ja vastukset. Se ei vaadi sillan toistuvaa tasapainottamista. Se on Maxwellin sillan muunnos, jossa myös itseinduktanssin arvo saadaan vertaamalla sitä tavalliseen kondensaattoriin. Liitännät on esitetty alla.

Andersons-sillan rakentaminen ja työskentely

Sillan yksi varsi koostuu tuntemattomasta induktorista Lx, jolla on tunnettu vastus sarjassa Lx: n kanssa. Tämä vastus R1 sisältää kelan . Kapasitanssi C on vakiokondensaattori, jossa r, R2, R3 ja R4 ovat luonteeltaan ei-induktiivisia.

Sillan tasapainoyhtälöt ovat

i1 = i3 ja i2 = i4 + i_c,

V2 = i2.R3 ja V3 = i3.R3

“snellin taitekertoimen laki ”

V1 = V2 + ic.r ja V4 = V3 + i _c r

V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 ja V4 = i4.R4

Nyt jännite V saadaan

Edellä olevasta piiristä R2, R4 ja harvinainen tähtimuodossa, joka muunnetaan vastaavaksi delta-muodoksi siltataseen yhtälöiden löytämiseksi alla olevan kuvan mukaisesti.

Andersonin silta

Elementit vastaavassa deltassa ovat,

R5 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R4

R6 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R2

R7 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / r

Nyt R7 välittää lähteen, eikä se siten vaikuta tasapainotilaan. Siten, jättämällä R7 huomiotta ja järjestämällä verkko uudelleen kuten yllä (b), saadaan Maxwellin induktanssisilta.

Siten tasapainoyhtälö saadaan

Lx = CR3R5 ja

R1 = R3. (R5 / R6)

Korvaamalla R5: n ja R6: n arvot, saamme

Jos käytetty kondensaattori ei ole täydellinen, induktanssin arvo pysyy muuttumattomana, mutta R1: n arvo muuttuu. Andersonin sillamenetelmää voidaan käyttää myös kondensaattorin C mittaamiseen, jos käytettävissä on kalibroitu itseinduktanssi.

Edellä saatu yhtälö, jonka saimme, on monimutkaisempi kuin olemme saaneet Maxwellin sillalla. Tarkastelemalla yllä olevia yhtälöitä voimme helposti sanoa, että tasapainon lähentymisen helpottamiseksi on tehtävä vaihtoehtoiset R1: n ja r: n säätöjä Andersonin sillassa.

Katsotaan nyt, kuinka voimme saada tuntemattoman kelan arvon kokeellisesti. Aseta ensin signaaligeneraattorin taajuus äänialueelle. Säädä nyt R1 ja r siten, että kuulokkeet (nolla-ilmaisin) tuottavat vähimmäisäänen. Mittaa R1: n ja r: n arvot (saatu näiden säätöjen jälkeen) yleismittarin avulla. Käytä tuntemattoman induktanssin arvoa käyttämällä edellä johdettua kaavaa. Koe voidaan toistaa standardikondensaattorin eri arvolla.

Andersons-sillan edut

Kiinteää kondensaattoria käytetään, kun taas muut sillat käyttävät muuttuvaa kondensaattoria.
Siltaa käytetään induktanssin tarkkaan määrittämiseen millimetrin alueella.
Tämä silta antaa myös tarkan tuloksen kapasitanssin määrittämiseksi induktanssina.
Silta on helppo tasapainottaa lähentymisen näkökulmasta verrattuna Maxwellin sillaan, jos Q-arvo on matala.

Andersons Bridgen haitat

Se on hyvin monimutkainen kuin muut sillat käytettyjen komponenttien lukumäärän suhteen.
Tasapainoyhtälöt on myös vaikea johtaa.
Siltaa ei voida helposti suojata ylimääräisen liitospisteen takia, jotta vältetään hajakapasitanssien vaikutukset.

Andersons-sillan sovellukset

Sitä käytetään mittaamaan kelan itseinduktanssi (L)
Kelan induktiivisen reaktanssin (XL) arvon löytämiseksi tietyllä taajuudella

Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä, että Andersons-silta tunnetaan hyvin sovelluksestaan, joka mittaa itseinduktanssia muutamasta mikro Henrystä useisiin Henryihin. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen tästä käsitteestä. Lisäksi epäilyksiä tästä käsitteestä tai toteuttaa sähköisiä ja elektronisia hankkeita anna arvokkaita ehdotuksia kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, Mitkä ovat AC-siltojen sovellukset?