Mūsdienu sakaru sistēmā tiek izmantoti maiņstrāvas tilti ar sarežģītām elektriskām un elektroniskām shēmām un daudz ko citu. Dažādi maiņstrāvas tiltu veidi, ko izmanto elektroniskās shēmas ir Maksvela tilts, Maksvela Veina tilts, Andersona tilts , Heja tilts, Ouena tilts, De Sauty tilts, Šeringa tilts un Wien sērijas tilts. Lai gan spoles kvalitātes koeficientu mērīšanai ir dažādi maiņstrāvas tilti, tie ir ierobežoti nelielā diapazonā. Piemēram, Maksvela tilts ir ierobežots, lai izmērītu kvalitātes koeficientu, kas lielāks par 10. Heja tilts ir piemērots kvalitātes koeficienta diapazonam no 1 līdz 10. Andersona tiltu izmanto, lai mērītu induktivitātes vērtības, kas svārstās no dažiem mikro Henrija. Tāpēc mums ir nepieciešama tilta ķēde, kurai jābūt piemērotai plaša spektra induktoru mērīšanai. Šo tilta ķēdi sauc par Owens tiltu.
Owens Bridge definīcija
Definīcija: Owens tilta ķēde ir definēta kā maiņstrāvas tilts, ko izmanto, lai mērītu plašu nezināmas induktivitātes diapazonu attiecībā pret pretestību un kapacitāti. Parasti tas darbojas pēc salīdzināšanas principa. Tas nozīmē izmērīto nezināmo induktivitāte vērtība tiek salīdzināta ar standarta vai zināmo kondensatoru. Šāda veida tilta ķēdē tiek izmantots standarta kondensators un a maināms rezistors uzbudinājumam.
Owens Bridge Circuit
Owens tilta ķēdē ir četras rokas, kas savienotas kvadrātā vai rombā. Roku krustojumos ir pievienots maiņstrāvas sprieguma signāls un nulles detektors. Owens tilta shēma ir parādīta zemāk.
Owens-tilta ķēde
- No iepriekš minētās shēmas mēs varam novērot, ka ab, bc, cd un da ir četras rokas, kas savienotas kā tilts.
- Rokā ‘ab’ ir nezināma pašinduktivitāte ‘L1’ ar pretestību ‘R1’
- Svira ‘bc’ satur tīru rezistoru ‘R3’
- Otrajā rokā ‘cd’ ir fiksēts standarta kondensators ‘C4’
- Pēdējie ieroči ‘da’ satur mainīgu induktīvo rezistoru ‘R2’ virknē ar mainīgu standarta kondensatoru ‘C2’.
- Lai uzzinātu konta līdzsvara stāvokli, ir pievienots nulles detektors tilta ķēde .
Modificētais Ouena tilts satur voltmetru paralēli pretestībai, kas savienota ar vienu no rokām. Ampermetrs tiek sērijveidā savienots arī ar tilta ķēdi, lai mērītu Līdzstrāva kamēr maiņstrāvu var izmērīt, izmantojot voltmetru. Owens tilta modificētā shēma ir parādīta zemāk.
modificēts-Owens-tilts
Owens tilta teorija
Owens tilta teorija ir nekas cits, nezināmo induktivitāti ‘L1’ salīdzina ar zināmo kondensatoru ‘C4’, kas savienots ar tilta ķēdes roku ‘cd’. Līdzsvara stāvoklī induktīvo rezistoru ‘R2’ un mainīgo standarta kondensatoru ‘C2’ var mainīt neatkarīgi. Tādējādi caur tilta ķēdi neplūst strāva, un nulles detektors neierakstīs potenciālu.
No Owens tilta ķēdes mēs varam novērot, ka
Nezināma pašinduktivitāte ‘L1’
Tīrs rezistors ‘R3’ (fiksēta neinduktīva pretestība)
Fiksēts standarta kondensators ‘C4’
Mainīgs neinduktīvais rezistors ‘R2’ virknē ar mainīgu standarta kondensatoru ‘C2’.
Lai uzzinātu tilta ķēdes līdzsvara stāvokli, ir pievienots nulles detektors.
Apsveriet līdzsvarotu maiņstrāvas tilta ķēdes vienādojumu,
Z1Z4 = Z2Z3
Tagad aizstājiet Owens tilta ķēdes pretestības iepriekš minētajā vienādojumā
Tad
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Tagad atdaliet reālos un iedomātos terminus no iepriekš minētā vienādojuma
Mēs saņemam,
L1 = R2R3C4
Nezināmo induktivitāti var izmērīt no iepriekš minētā vienādojuma
R1 = R3 (C4 / C2)
Mainīga standarta vērtība kondensators Tiek mērīts ‘C2’.
Owens tilta fāzu diagramma
Owens tilta fāzu diagramma ir parādīta zemāk.
fazora-diagramma
No iepriekš minētās fāzu diagrammas mēs varam novērot, ka
Horizontālā ass apzīmē strāvu I1, E3 = I3R3 un E4 = ωI2C4, kas atrodas vienā fāzē. Un arī ‘i1r1’ sprieguma kritums atspoguļo horizontālo asi.
Sprieguma kritums “e1” ir induktīvā sprieguma krituma (ωL1L1) un rezistīvā sprieguma krituma (I1R1) summa.
Tilta ķēdes līdzsvara stāvoklī sprieguma kritumi ‘E1’ un ‘E2’ ir vienādi visā rokās un attēloti uz vienas ass.
Līdzīgi sprieguma kritums ‘e3’ ir pretestības sprieguma krituma (I2R2) un kapacitatīvā sprieguma krituma (I2 / wC2) summa. Fiksētā kondensatora dēļ strāva i1 kļūst perpendikulāra (90 grādu) sprieguma kritums ‘e4’. Pašreizējais ‘I2’ un sprieguma kritums I2R2 apzīmē vertikālo asi. Barošanas spriegums apzīmē “E1” un “E3”.
Priekšrocības
Owens tilta priekšrocības ir tādas: nezināmā izmērītā induktivitāte nav atkarīga no frekvences un tai nav nepieciešama frekvences padeve.
- Bilances vienādojumu var iegūt ļoti vienkārši un vienkārši.
- To izmanto, lai izmērītu plašu induktivitātes diapazonu kapacitātes izteiksmē.
- To lieto arī, lai izmērītu plašu kapacitātes vērtību diapazonu (mēs iegūstam no galīgā līdzsvara vienādojuma).
Trūkumi
Ouena tilta trūkumi ir
- Maināms standarta kondensators, ko izmanto šajā tilta ķēdē, ir ļoti dārgs. Tātad pieaug arī Ouena tilta ķēdes izmaksas.
- Ķēdē izmantotā mainīgā standarta kondensatora precizitāte ir ļoti zema (gandrīz 1%)
- Lielāka mainīga standarta kondensatora izmantošana palielinātu izmērītās spoles kvalitātes koeficienta diapazonu. Tas var vēl vairāk palielināt ķēdes izmaksas.
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kas ir nulles detektors?
Tas palīdz atrast maiņstrāvas tilta ķēdes līdzsvara stāvokli (kad dotā vērtība ir nulle). Un arī tas salīdzina nezināmo vērtību (induktivitāte / pretestība / kapacitāte / pretestība) ar zināmu vērtību (atsauces vai standarta vērtība).
2). Ko jūs domājat ar spoles kvalitātes koeficientu (q koeficientu)?
Tā ir spoles reaktivitātes attiecība pret pretestību darba frekvencē.
Q = ωL / R = XL / R
3). Kādi ir kļūdu veidi, kas radušies maiņstrāvas tiltos?
Magnētiskā lauka noplūdes kļūdas virpuļstrāvas, frekvences kļūdas un viļņu formas kļūdas.
4). Kāda veida tiltu izmanto kapacitātes mērīšanai?
Vīnes tiltu izmanto, lai mērītu kapacitāti pēc kalibrētās pretestības un frekvences.
5). Kāpēc maiņstrāvas tilti nulles detektora vietā neizmanto galvanometru?
Galvanometru maiņstrāvas tiltos neizmanto, jo tas mēra tikai līdzstrāvas (DC) plūsmu.
Tādējādi tas viss attiecas uz Ouena definīciju, shēmu, teoriju, priekšrocībām un trūkumiem tilts . Šeit jums ir jautājums: 'Kādas ir Ouena tilta pielietošanas iespējas?'
