В современной системе связи используются мосты переменного тока со сложными электрическими и электронными цепями и многое другое. Различные типы мостов переменного тока, используемых в электронные схемы мост Максвелла, мост Максвелла Вайна, Мост Андерсона , Мост Хэя, мост Оуэна, мост Де Саути, мост Шеринга и мост серии Вена. Хотя существуют различные типы мостов переменного тока для измерения показателей качества катушки, они ограничены небольшим диапазоном. Например, Мост Максвелла ограничен для измерения добротности более 10. Мост Хэя подходит для диапазона добротности от 1 до 10. Мост Андерсона используется для измерения значений индуктивности в диапазоне от нескольких микрометров Генри. Следовательно, нам нужна мостовая схема, которая должна подходить для измерения широкого диапазона индукторов. Эта мостовая схема называется мостом Оуэнса.
Определение моста Оуэнса
Определение: Мостовая схема Оуэнса определяется как мост переменного тока, который используется для измерения широкого диапазона неизвестной индуктивности с точки зрения сопротивления и емкости. Обычно это работает по принципу сравнения. Это означает измеренное неизвестное индуктивность значение сравнивается со стандартным или известным конденсатором. Этот тип мостовой схемы использует стандартный конденсатор и переменный резистор для возбуждения.
Схема моста Оуэнса
Схема моста Оуэнса состоит из четырех плеч, соединенных в форме квадрата или ромба. Сигнал напряжения переменного тока и нулевой детектор подключены к соединениям плеч. Принципиальная схема моста Оуэнса показана ниже.
мост Оуэнса
- Из приведенной выше схемы мы можем заметить, что ab, bc, cd и da - это четыре плеча, соединенные как мост.
- Плечо «ab» содержит неизвестную самоиндукцию «L1» с сопротивлением «R1».
- Плечо «bc» содержит чистый резистор «R3».
- На другом плече «cd» находится стандартный конденсатор постоянной емкости «C4».
- Последние плечи «da» содержат переменный безиндуктивный резистор «R2», соединенный последовательно с переменным стандартным конденсатором «C2».
- Подключен нулевой детектор, чтобы узнать состояние баланса мостовая схема .
Модифицированный мост Оуэна содержит параллельно вольтметр с сопротивлением, подключенным к одному из плеч. Амперметр также подключен последовательно к мостовой схеме для измерения Постоянный ток в то время как переменный ток можно измерить с помощью вольтметра. Модифицированная схема моста Оуэнса показана ниже.
модифицированный мост Оуэнса
Теория моста Оуэнса
Теория моста Оуэнса - не что иное, как неизвестная индуктивность «L1» сравнивается с известным конденсатором «C4», подключенным к плечу «cd» мостовой схемы. В состоянии баланса безиндуктивный резистор R2 и переменный стандартный конденсатор C2 можно изменять независимо. Следовательно, через мостовую схему не протекает ток, и нулевой детектор не регистрирует никакого потенциала.
Из схемы моста Оуэнса мы можем наблюдать, что
Неизвестная самоиндукция «L1»
Чистый резистор «R3» (фиксированное неиндуктивное сопротивление)
Стандартный конденсатор постоянной емкости «С4»
Переменный безиндуктивный резистор «R2», включенный последовательно с переменным стандартным конденсатором «C2».
Подключен нулевой детектор, чтобы узнать состояние баланса мостовой схемы.
Рассмотрим сбалансированное уравнение базовой мостовой схемы переменного тока:
Z1Z4 = Z2Z3
Теперь подставьте импедансы мостовой схемы Оуэнса в приведенное выше уравнение.
потом
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Теперь отделите действительные и мнимые члены от приведенного выше уравнения.
Мы получили,
L1 = R2R3C4
Неизвестную индуктивность можно измерить с помощью приведенного выше уравнения
R1 = R3 (C4 / C2)
Значение переменной эталон конденсатор Измеряется «C2».
Фазорная диаграмма моста Оуэнса
Векторная диаграмма моста Оуэнса показана ниже.
векторная диаграмма
Из приведенной выше векторной диаграммы мы можем заметить, что
Горизонтальная ось представляет ток I1, E3 = I3R3 и E4 = ωI2C4, которые находятся в одной фазе. А также падение напряжения «i1r1» также представляет собой горизонтальную ось.
Падение напряжения «e1» представляет собой сумму индуктивного падения напряжения (ωL1L1) и резистивного падения напряжения (I1R1).
В состоянии баланса мостовой схемы падения напряжения «E1» и «E2» равны на плечах и представлены на одной оси.
Точно так же падение напряжения «e3» представляет собой сумму резистивного падения напряжения (I2R2) и емкостного падения напряжения (I2 / wC2). Из-за постоянного конденсатора ток i1 становится перпендикулярным (90 градусов) падению напряжения «e4». Ток «I2» и падение напряжения I2R2 представляют собой вертикальную ось. Напряжение питания представляет собой «E1» и «E3».
Преимущества
Преимущества моста Оуэнса в том, что неизвестная измеренная индуктивность не зависит от частоты и не требует частотного питания.
- Уравнение баланса можно получить очень легко и просто.
- Он используется для измерения индуктивности в широком диапазоне емкости.
- Он также используется для измерения широкого диапазона значений емкости (мы получаем из уравнения окончательного баланса).
Недостатки
К недостаткам моста Оуэна можно отнести следующие:
- Стандартный конденсатор переменной емкости, используемый в этой мостовой схеме, очень дорог. Таким образом, стоимость мостовой схемы Оуэна также увеличивается.
- Точность переменного стандартного конденсатора, используемого в схеме, очень низкая (около 1%).
- Использование большего переменного стандартного конденсатора увеличило бы диапазон измеряемой добротности катушки. Это может еще больше увеличить стоимость схемы.
FAQs
1). Что такое нулевой детектор?
Это помогает найти состояние баланса мостовой схемы переменного тока (когда заданное значение равно нулю). А также сравнивает неизвестное значение (индуктивность / сопротивление / емкость / импеданс) с известным значением (эталонным или стандартным).
2). Что вы имеете в виду под добротностью (добротностью) катушки?
Это отношение реактивного сопротивления катушки к ее сопротивлению на рабочей частоте.
Q = ωL / R = XL / R
3). Какие типы ошибок возникают в мостах переменного тока?
Ошибки утечки магнитного поля Ошибки вихревых токов, ошибки частоты и ошибки формы волны.
4). Какой тип моста используется для измерения емкости?
Мост Вина используется для измерения емкости с точки зрения калиброванного сопротивления и частоты.
5). Почему в мостах переменного тока не используется гальванометр вместо нуль-детектора?
Гальванометр не используется в мостах переменного тока, потому что он измеряет только поток постоянного тока (DC).
Таким образом, речь идет об определении, схеме, теории, преимуществах и недостатках метода Оуэна. мост . Вот вам вопрос: «Какое применение имеет мост Оуэна?»
