Moderni viestintäjärjestelmä käyttää vaihtosiltoja monimutkaisilla sähköisillä ja elektronisilla piireillä ja paljon muuta. Erilaiset AC-sillat, joita käytetään elektroniset piirit ovat Maxwellin silta, Maxwellin Wein-silta, Andersonin silta , Hayn silta, Owenin silta, De Sautyn silta, Scheringin silta ja Wien-sarjan silta. Vaikka kelan laatutekijöiden mittaamiseen on olemassa erilaisia AC-siltoja, ne rajoittuvat pieneen alueeseen. Esimerkiksi, Maxwellin silta on rajoitettu mittaamaan laatutekijä yli 10. Hayn silta soveltuu laatutekijän alueelle 1-10. Andersonin siltaa käytetään induktanssiarvojen mittaamiseen muutamasta mikro Henrystä. Siksi tarvitsemme siltapiirin, jonka pitäisi olla sopiva monenlaisten induktorien mittaamiseen. Sillapiiriä kutsutaan Owensin sillaksi.
Owensin sillan määritelmä
Määritelmä: Owensin sillan piiri määritellään AC-sillaksi, jota käytetään mittaamaan laaja valikoima tuntematonta induktanssia vastuksen ja kapasitanssin suhteen. Se toimii yleensä vertailuperiaatteella. Se tarkoittaa mitattua tuntematonta induktanssi Arvoa verrataan vakiokondensaattoriin. Tämän tyyppinen siltapiiri käyttää tavallista kondensaattoria ja a muuttuva vastus viritykseen.
Owensin sillan piiri
Owensin siltapiiri sisältää neljä kättä, jotka on kytketty neliöön tai rombin muotoon. Vaihtojännitesignaali ja nolla-ilmaisin on kytketty varsien liitosten yli. Owensin sillan kytkentäkaavio on esitetty alla.
owens-silta-piiri
- Yllä olevasta piiristä voimme havaita, että ab, bc, cd ja da ovat neljä haaraa, jotka on yhdistetty siltana.
- Varsi 'ab' sisältää tuntematonta itsensä induktanssia 'L1' ja resistanssi 'R1'
- Varsi 'bc' sisältää puhdasta vastusta 'R3'
- Toinen varsi ”cd” sisältää kiinteän vakiokondensaattorin ”C4”
- Viimeiset varret 'da' sisältävät muuttuvan ei-induktiivisen vastuksen 'R2' sarjassa muuttuvan vakiokondensaattorin 'C2' kanssa.
- Nolla-ilmaisin on kytketty tietämään silta piiri .
Muokattu Owenin silta sisältää voltimittarin rinnakkain yhteen varsiin kytketyn vastuksen kanssa. Ampeerimittari on myös kytketty sarjaan siltapiiriin mittausta varten DC-virta kun taas vaihtovirta voidaan mitata voltimittarilla. Owensin sillan muokattu piiri on esitetty alla.
modifioitu-owens-silta
Owensin sillan teoria
Owensin sillan teoria ei ole muuta kuin, tuntematonta induktanssia 'L1' verrataan tunnettuun kondensaattoriin 'C4', joka on kytketty siltapiirin varren 'cd'. Tasapainotilassa ei-induktiivista vastusta 'R2' ja muuttuvaa vakiokondensaattoria 'C2' voidaan muuttaa itsenäisesti. Siksi siltapiirin läpi ei virtaa virtaa eikä nolla-ilmaisin tallenna potentiaalia.
Owensin siltapiiriltä voimme havaita, että
Tuntematon itseinduktanssi ”L1”
Puhdas vastus ‘R3’ (kiinteä ei-induktiivinen vastus)
Kiinteä vakiokondensaattori ‘C4’
Muuttuva ei-induktiivinen vastus ‘R2’ sarjassa muuttuvan vakiokondensaattorin ‘C2’ kanssa.
Nolla-ilmaisin on kytketty tuntemaan siltapiirin tasapainotila.
Harkitse AC-sillan peruspiirin tasapainotettua yhtälöä,
Z1Z4 = Z2Z3
Korvaa nyt Owensin sillan piirin impedanssit yllä olevassa yhtälössä
Sitten
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Erota nyt todelliset ja kuvitteelliset termit yllä olevasta yhtälöstä
Saamme,
L1 = R2R3C4
Tuntematon induktanssi voidaan mitata yllä olevasta yhtälöstä
R1 = R3 (C4 / C2)
Muuttuvan standardin arvo kondensaattori ”C2” mitataan.
Owens-sillan vaihekaavio
Owens-sillan vaihekaavio on esitetty alla.
vaihe-kaavio
Yllä olevasta vaihekaaviosta voimme havaita, että
Vaaka-akseli edustaa virtaa I1, E3 = I3R3 ja E4 = ωI2C4, jotka ovat samassa vaiheessa. Ja myös jännitteen pudotus ‘i1r1’ edustaa vaaka-akselia.
Jännitepudotus ‘e1’ edustaa induktiivisen jännitepudotuksen (ωL1L1) ja resistiivisen jännitepudotuksen (I1R1) summaa
Sillapiirin tasapainotilanteessa jännitehäviöt 'E1' ja 'E2' ovat yhtä suuret varsien poikki ja edustettuina samalla akselilla.
Vastaavasti jännitehäviö 'e3' on resistiivisen jännitehäviön (I2R2) ja kapasitiivisen jännitehäviön (I2 / wC2) summa. Kiinteän kondensaattorin ansiosta virta i1 muuttuu kohtisuoraksi (90 astetta) jännitehäviöksi 'e4'. Virta I2 ja jännitehäviö I2R2 edustavat pystyakselia. Syöttöjännite edustaa ”E1” ja ”E3”.
Edut
Owens-sillan etuna on, että tuntematon induktanssi mitataan taajuudesta riippumatta eikä vaadi taajuussyöttöä.
- Tasapainoyhtälö voidaan saada erittäin helposti ja yksinkertaisesti.
- Sitä käytetään mittaamaan laaja induktanssialue kapasitanssina.
- Sitä käytetään myös mittaamaan laaja kapasitanssiarvojen alue (saadaan loppusaldoyhtälöstä).
Haitat
Owenin sillan haittoja ovat
- Tässä siltapiirissä käytetty vaihteleva vakiokondensaattori on erittäin kallista. Joten myös Owenin siltapiirin kustannukset nousevat.
- Piirissä käytettävän muuttuvan vakiokondensaattorin tarkkuus on hyvin pieni (lähes 1%)
- Suuremman muuttuvan vakiokondensaattorin käyttö lisäisi mitatun kelan laatutekijän aluetta. Tämä voi lisätä piirin kustannuksia entisestään.
UKK
1). Mikä on nolla-ilmaisin?
Se auttaa löytämään AC-sillan piirin tasapainotilan (kun annettu arvo on nolla). Lisäksi se vertaa tuntematonta arvoa (induktanssi / vastus / kapasitanssi / impedanssi) tunnettuun arvoon (vertailu- tai standardiarvo).
2). Mitä tarkoitat kelan laatutekijällä (q-tekijä)?
Se on kelan reaktanssin suhde sen vastukseen toimintataajuudella.
Q = ωL / R = XL / R
3). Minkä tyyppisiä virheitä AC-silloissa tapahtui?
Magneettikentän vuotovirheet pyörrevirta-, taajuus- ja aaltomuodovirheet.
4). Minkä tyyppistä siltaa käytetään kapasitanssin mittaamiseen?
Wien-siltaa käytetään kapasitanssin mittaamiseen kalibroidun vastuksen ja taajuuden suhteen.
5). Miksi vaihtosillat eivät käytä galvanometriä nolla-ilmaisimen sijasta?
Galvanometriä ei käytetä vaihtosilloissa, koska se mittaa vain tasavirran virtausta.
Kyse on siis Owenin määritelmästä, piiristä, teoriasta, eduista ja haitoista silta . Tässä on kysymys sinulle: 'Mitkä ovat Owenin sillan sovellukset?'
