Silta on virtapiiri joka koostuu kolmesta haarasta, jotka on kytketty yhteen pisteeseen, ja läsnäolevaa välisilloitusta voidaan säätää. Niitä käytetään pääasiassa sähkölaboratoriossa eri parametrien mittaamiseen ja sovelluksiin, kuten suodatus, lineaarinen ja epälineaarinen , jne. Sillat luokitellaan kahteen tyyppiin, DC-sillat, kuten Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge ja AC-sillat, kuten Induktanssi, Kapasitanssi, Taajuus. Pienen resistanssiarvon, kuten 1 ohm, mittaamiseen voimme joko käyttää ohmimittaria tai Wheatstone-siltaa, mutta jos vastusarvo on alle 1 ohm, sitä on vaikea mitata. Siksi siirrämme tuntemattomien vastusten, 2 tarkkuusvastuksen ja suurivirta-ampeerimittarin pienemmän arvon muodostamaan nelipäätevastukset, joissa virta kulkee piirin läpi, sitten vastusten yli oleva jännitehäviö voidaan mitata käyttämällä galvanometri , joka yhdessä on nelinapainen vastus, jota kutsutaan kelvin-sillaksi.
Mikä on Kelvin Double Bridge?
Määritelmä: Kelvin-silta tai kelvin-kaksoissilta on modifioitu versio Wheatstonen silta , joka voi mitata resistanssiarvot alueella 1-0,00001 ohmia suurella tarkkuudella. Se on nimetty, koska se käyttää toista suhdesarjaa ja galvanometriä tuntemattoman vastusarvon mittaamiseen. Kelvin-kaksoissillan perustoiminta voidaan ymmärtää kelvin-sillan perusrakenteesta ja käytöstä.
Kelvin-sillan periaate
Wheatstone-siltaa käytetään mittaamaan vastus, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 1 ohm, mutta jos haluamme mitata vastuksen alle 1 ohmia, siitä tulee vaikeaa, koska galvanometriin liitetyt johdot lisäävät laitteen vastuksen johtimien vastus johtaa vaihteluihin vastuksen todellisen arvon mittauksessa. Siksi tämän ongelman voittamiseksi voimme käyttää modifioitua siltaa nimeltä kelvin-silta.
Johdanto tuntemattoman vastusarvon löytämiseksi
Kelvinin silta on resistanssia 'r', joka yhdistää 'R': n (tuntematon vastus ) standardivastukseen “S”. Vastusarvoa voidaan tarkastella galvanometrissä (välillä m - n). Jos galvanometrin osoitin on kohdassa “m”. Se tarkoittaa, että vastusarvo on pienempi ja jos osoitin näkyy kohdassa 'n', vastusarvo on korkea. Siksi yhdistämällä galvanometri m: iin ja n: iin, valitsemme toisen välipisteen d d kelvin-sillassa kuvan osoittamalla tavalla
Kelvinin silta
Vastuksen arvo voidaan laskea seuraavasti
r1 / r2 = P / Q ………… (1)
R + r1 = (P / Q) * (S + r2)
Mistä alkaen 1
r 1 / (r1 + r2) = P / (P + Q)
r1 = [P / (P + Q)]. r
tiedämme sen r1 + r2 = r
r2 = [Q / (P + Q)]. r
R + [P / (P + Q)] * r = P / Q [S + (Q / (P + Q) * r)]
R = (P / Q) * S …………. (2)
Yllä olevasta yhtälöstä voidaan sanoa, että yhdistämällä galvanometri pisteeseen “d”, todellisen vastusarvon mittauksessa ei ole vaikutusta, mutta prosessin ainoa haittapuoli on, että sitä on vaikea toteuttaa, joten käytämme Kelvin-kaksoissilta tarkan matalan vastusarvon saamiseksi.
Kelvin-kaksoissillan piirikaavio
Kelvin-kaksoissillan rakenne on samanlainen kuin vehnäkivisilta, mutta ainoa ero on se, että se koostuu kahdesta varresta 'P & Q', 'p & q', joissa varsi 'p & q' on kytketty galvanometri, kohdassa 'd' ja 'P & Q' on kytketty galvanometrin toiseen päähän, kohtaan 'b'. Tämä yhteys minimoi kytkentäjohdon vaikutuksen ja tuntematon vastus R & standardivastus S sijoitetaan ”m: n ja”: n ja “a: n” ja “c”: n väliin.
Kelvin Double Bridge -piiri
Johtaminen
Suhde p / q = P / Q,
Tasapainotetussa tilassa virta galvanometrissä = 0
Potentiaalinen ero a & b = jännitehäviössä Eamd: n välillä.
Eab = [P / P + Q] Eac
Eac = I [R + S + [(p + q) r] / [p + q + r]] ………… (3)
Eamd = I [R + (p / (p + q)) * {(p + q) r / (p + q + r)}]
Eac = I [p r / (p + q + r)] ……… (4)
Kun galvanometri näyttää nollan
( P / P + Q) * I [R + (p / (p + q)) * {(p + q) r / (p + q + r)}] = I [pr / (p + q + r) ]
R = (P / R) * S + p r / (p + q + r) [(P / Q) - (p / q)]
Tiedämme sen P / Q = p / q
R = (P / Q) * S… (5)
Täydellisten tulosten saavuttamiseksi varsien suhde on pidettävä samana ja siltan aiheuttamaa lämpösähköistä sähkömagneettista kenttää lukemien ottamisen aikana voidaan vähentää vaihtamalla yhteyden napaisuus. Siksi tuntematon vastusarvo voidaan saada kahdesta varresta. Tyypillisesti se mittaa 1 - 0,00001 ohmia tarkkuudella ± 0,05% - ± 0,2%, herkkyyden saavuttamiseksi syötettävän virran tulisi olla suuri.
Edut
Edut ovat
- Se voi mitata resistanssiarvon välillä 0,1 µA - 1,0 A.
- Virrankulutus on pienempi
- Yksinkertainen rakenteeltaan
- Herkkyys on korkea.
Haitat
Haitat ovat
- Herkän galvanometrin avulla tiedetään, onko silta tasapainossa vai ei.
- Laitteen hyvän herkkyyden saavuttamiseksi tarvitaan suuri virta.
- Manuaaliset säädöt tehdään säännöllisesti tarvittaessa.
Sovellukset
Kelvin-kaksoissillan käyttö on
- Sitä käytetään mittaamaan langan tuntematon vastus.
UKK
1). Mitkä ovat erityyppiset sillat?
Sillat luokitellaan yleensä kahteen tyyppiin, jotka ovat DC-silta (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) ja AC-silta (Induktanssi, Kapasitanssi, Taajuus).
2). Miksi Kelvinin kaksoissillaa käytetään?
Kelvin-kaksoissilta on muunnettu muoto Wheatstone-sillasta, jota käytetään alempien vastusarvojen mittaamiseen alueella 1-0,00001 ohmia.
3). Miksi Kelvin-kaksoissillaa käytetään matalan vastuksen mittaamiseen?
Mittaettaessa matalaa vastusarvoa kosketin ja lyijyvastus aiheuttavat merkittävän virheen lukemisessa, joten tämän virheen voittamiseksi käytetään kelvin-kaksoissillaa.
4). Mitä eroa on Wheatstonen ja Kelvinin kaksoissillan välillä?
Wheatstone-silta mittaa resistanssin, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 1 ohm, tasapainottamalla piiriä, kun taas Kelvin-kaksoissilta on muunnettu Wheatstonen muoto, jota käytetään matalampien vastusarvojen mittaamiseen alueella 1-0,00001 ohmia.
5). Kun silta on tasapainossa, kuinka paljon virtaa galvanometrin läpi?
”0” nollavirta kulkee sillan läpi, kun silta on tasapainossa.
6). Mikä on kelvin-sillan kuormituksen ja kosketuskestävyyden vaikutus?
Kelvin-sillalla ei ole vaikutusta kuormitukseen ja kosketusresistanssiin, koska silta on riippumaton kuormituksesta ja kosketusvastuksesta.
7). Mikä on Kelvin Double Bridgen tarkkuus?
Tuntematon vastusarvo voidaan saada Kelvin-kaksoissillan kahdesta haarasta, tyypillisesti se mittaa 1 - 0,00001 ohmia tarkkuudella ± 0,05% - ± 0,2%.
Silta on sähköpiiri, jota käytetään laboratorioissa eri parametrien mittaamiseen. Ne luokitellaan yleensä kahteen tyyppiin, jotka ovat DC (Wheatstone Bridge, Kelvin Double Bridge, Mega Ohm Bridge) ja AC-sillat (Induktanssi, Kapasitanssi, Taajuus). Tämä artikkeli antaa yleiskuvan Kelvinin kaksoissillasta, a kelvin-silta tai kelvin-kaksoissilta on muunnettu versio Wheatstone-sillasta, joka voi mitata resistanssiarvot alueella 1-0,00001 ohmia tarkkuudella ± 0,05% - ± 0,2%. Tämän sillan tärkein etu on, että se voi mitata jopa pienen vastusarvon.
