The tilta shēmas tiek izmantotas dažādu komponentu vērtību mērīšanai piemēram, pretestība, kapacitāte, induktivitāte utt. Tilta ķēdes vienkāršā forma sastāv no četru pretestību / pretestības ieroču tīkla, kas veido slēgtu ķēdi. Strāvas avots tiek piemērots diviem pretējiem mezgliem, un strāvas detektors ir savienots ar diviem pārējiem mezgliem. Šajā rakstā ir apskatīta Andersona tilta ķēdes darbība un tās pielietojums.
Tilta ķēdēs tiek izmantots nulles indikācijas princips un salīdzināšanas mērīšanas metode, to sauc arī par “Tilta bilances stāvokli pie nulles sprieguma. Tilta ķēde salīdzina nezināma komponenta vērtības ar precīzi zināma standarta komponenta vērtībām. Tādējādi precizitāte galvenokārt ir atkarīga no tilta ķēdes, nevis no nulles indikatora.
No iepriekš minētās tilta ķēdes balansēšanas vienādojums ir
Dažādi tiltu veidi
Divu veidu tilti, ko izmanto komponentu vērtību mērīšanai. Tie ir DC tilti un AC tilti.
D.C tilti ir
- Wheatstone tilts
- Kelvina tilts
Dažādi AC tiltu veidi ir:
- Induktivitātes salīdzināšanas tilts
- Kapacitātes salīdzināšanas tilts
- Maksvela tilts
- Tur ir tilts
- Andersona tilts
- Šeringa tilts
- Vīnes tilts
A.C tilti
Maiņstrāvas tiltus bieži izmanto, lai precīzi izmērītu nezināmās pretestības vērtību (induktoru pašnodarbināto / savstarpējo induktivitāti vai kondensatoru kapacitāti). AC tilta ķēde sastāv no četrām pretestībām, AC barošanas avota un līdzsvarota detektora. Līdzsvara detektori, ko parasti izmanto AC tiltiem, ir
- Austiņas (frekvencēs no 250 Hz līdz 3 līdz 4 kHz)
- Pielāgojama pastiprinātāja shēma (frekvenču diapazonam no 10Hz līdz 100Hz)
- Vibrācijas galvanometri (maza diapazona frekvencei no 5Hz līdz 1000 Hz)
Nulles reakciju (tilta bilances nosacījumu) var iegūt, mainot vienu no tilta balstiem. Komponenta pretestība ir polāra forma, kurai var būt lielums un fāzes leņķa vērtība. Iepriekš parādītajai AC ķēdei pretestību var uzrakstīt pēc lieluma un fāzes leņķa
Kur Z1, Z2, Z3, Z4 ir lielumi un θ1, θ2, θ3 un θ4 ir fāzes leņķi. Visu pretestību reizinājums jāveic polārajā formā, kur visi lielumi tiek reizināti un jāpievieno fāzes leņķi.
Šeit tiltam jābūt līdzsvarotam gan ar apstākļu lielumu, gan fāzes leņķiem. No iepriekš minētajiem vienādojumiem divi nosacījumi, kas jāizpilda tilta bilancei. Vienādojot abu pušu lielumus, mēs saņemsim lieluma nosacījumu kā
Z1.Z4 = Z2.Z3
Un fāzes leņķi arī: θ1 + θ4 = θ2 + θ3
Fāzes leņķis ir + ve induktīvās pretestības un –ve kapacitatīvajām pretestībām.
Andersona tilta celtniecība un darbs
Andersona tilts ir A.C tilts, ko izmanto, lai izmērītu spoles pašinduktivitāti. Tas ļauj izmērīt spoles induktivitāti izmantojot standarta kondensatoru un rezistori. Tas neprasa atkārtotu tilta līdzsvarošanu. Tā ir Maksvela tilta modifikācija, kurā arī pašinduktivitātes vērtību iegūst, salīdzinot to ar standarta kondensatoru. Savienojumi ir parādīti zemāk.
Andersona tilta celtniecība un darbs
Vienu tilta roku veido nezināms induktors Lx ar zināmu pretestību virknē ar Lx. Šī pretestība R1 ietver induktors . Kapacitāte C ir standarta kondensators ar r, R2, R3 un R4 pēc būtības nav induktīvs.
Tilta bilances vienādojumi ir
i1 = i3 un i2 = i4 + ic,
V2 = i2.R3 un V3 = i3.R3
V1 = V2 + ic.r un V4 = V3 + i c r
V1 = i1.R1 + i1.ω.L1 un V4 = i4.R4
Tagad spriegumu V dod,
No iepriekš minētās ķēdes R2, R4 un reti sastopami zvaigznes formā, kas tiek pārveidoti ekvivalentā delta formā, lai atrastu tilta bilances vienādojumus, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā.
Elementi ekvivalentajā deltā ir doti,
R5 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R4
R6 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / R2
R7 = (R2.r + R4.r + R2.R4) / r
Tagad R7 izstumj avotu, un līdz ar to tas neietekmē līdzsvara stāvokli. Tādējādi, atstājot novārtā R7 un pārkārtojot tīklu, kā parādīts iepriekš b) attēlā, mēs iegūstam Maksvela induktivitātes tiltu.
Tādējādi bilances vienādojumu dod
Lx = CR3R5 un
R1 = R3. (R5 / R6)
Aizstājot R5 un R6 vērtības, mēs to iegūsim
Ja izmantotais kondensators nav ideāls, induktivitātes vērtība paliek nemainīga, bet R1 vērtība mainās. Andersona tilta metodi var izmantot arī kondensatora C mērīšanai, ja ir pieejama kalibrēta pašinduktivitāte.
Iepriekš iegūtais vienādojums, kuru mēs ieguvām, ir sarežģītāks nekā mēs esam ieguvuši Maksvela tiltā. Ievērojot iepriekš minētos vienādojumus, mēs varam viegli teikt, ka, lai vieglāk iegūtu līdzsvara konverģenci, Andersona tiltā jāveic alternatīvas R1 un r korekcijas.
Tagad apskatīsim, kā eksperimentāli iegūt nezināmā induktora vērtību. Sākumā iestatiet signāla ģeneratora frekvenci dzirdamajā diapazonā. Tagad noregulējiet R1 un r tā, lai austiņas (nulles detektors) nodrošinātu minimālu skaņu. Ar multimetra palīdzību izmēra R1 un r vērtības (kas iegūtas pēc šīm korekcijām). Izmantojiet iepriekš iegūto formulu, lai uzzinātu nezināmas induktivitātes vērtību. Eksperimentu var atkārtot ar standarta kondensatora atšķirīgo vērtību.
Andersona tilta priekšrocības
- Tiek izmantots fiksētais kondensators, turpretī citos tiltos tiek izmantots mainīgs kondensators.
- Tiltu izmanto, lai precīzi noteiktu induktivitāti milimetru diapazonā.
- Šis tilts dod arī precīzu rezultātu kapacitātes noteikšanai induktivitātes izteiksmē.
- Tiltu ir viegli līdzsvarot no konverģences viedokļa, salīdzinot ar Maksvela tiltu zemu Q vērtību gadījumā.
Andersona tilta trūkumi
- Izmantoto komponentu skaita ziņā tas ir ļoti sarežģīti nekā citi tilti.
- Arī bilances vienādojumus ir sarežģīti iegūt.
- Tiltu nevar viegli pasargāt papildu savienojuma vietas dēļ, lai izvairītos no klaiņojošo kapacitāšu ietekmes.
Andersona tilta pielietojumi
- To izmanto, lai izmērītu spoles pašinduktivitāti (L)
- Lai atrastu spoles induktīvās reaktivitātes (XL) vērtību noteiktā frekvencē
No iepriekš minētās informācijas, visbeidzot, mēs varam secināt, ka Andersona tilts ir labi pazīstams ar tā pielietojumu, kas precīzi mēra pašinduktivitāti no dažiem mikro Henrijiem līdz vairākiem Henrijiem. Mēs ceram, ka esat labāk izpratis šo koncepciju. Turklāt jebkādas šaubas par šo koncepciju vai īstenot elektriskos un elektroniskos projektus lūdzu, sniedziet savus vērtīgos ieteikumus, komentējot komentāru sadaļā zemāk. Šeit ir jautājums jums, Kādi ir maiņstrāvas tiltu pielietojumi?
