Kaasaegses sidesüsteemis kasutatakse vahelduvvoolu sildasid keeruliste elektri- ja elektrooniliste vooluahelatega ja palju muud. Aastal kasutatud erinevat tüüpi vahelduvvoolusildad elektroonilised ahelad on Maxwelli sild, Maxwelli Weini sild, Andersoni sild , Hay sild, Oweni sild, De Sauty sild, Scheringi sild ja Viini seeria sild. Kuigi spiraali kvaliteeditegurite mõõtmiseks on olemas erinevat tüüpi vahelduvvoolusildasid, on need piiratud väikese vahemikuga. Näiteks, Maxwelli sild piirdub kvaliteediteguri mõõtmisega, mis on suurem kui 10. Hay sild sobib kvaliteediteguri vahemikus 1 kuni 10. Andersoni silda kasutatakse induktiivsuse väärtuste mõõtmiseks vahemikus paar mikro Henry. Seetõttu vajame sildahelat, mis peaks sobima paljude induktiivpoolide mõõtmiseks. Seda sillaringi nimetatakse Owensi sillaks.
Owensi silla määratlus
Definitsioon: Owensi silla vooluahel on määratletud kui vahelduvvoolu sild, mida kasutatakse laia tundmatu induktiivsuse vahemiku mõõtmiseks takistuse ja mahtuvuse osas. Tavaliselt töötab see võrdluse põhimõttel. See tähendab mõõdetud tundmatut induktiivsus väärtust võrreldakse tavalise või teadaoleva kondensaatoriga. Seda tüüpi sildahelates kasutatakse standardset kondensaatorit ja a muutuv takisti erutuseks.
Owensi silla ringrada
Owensi sillaahel sisaldab nelja ruudu või rombikujuliselt ühendatud haru. Vahelduvvoolu pingesignaal ja nulldetektor on ühendatud üle haarade ristmike. Owensi silla elektriskeem on toodud allpool.
owens-sild-vooluring
- Ülaltoodud vooluringist võime täheldada, et ab, bc, cd ja da on sillana ühendatud neli haru.
- Käsi „ab“ sisaldab tundmatut induktsiooni „L1“, mille takistus on „R1“
- Õlg bc sisaldab puhast takistit R3
- Teine käsi „cd” sisaldab fikseeritud standardset kondensaatorit „C4”
- Viimased varred ‘da’ sisaldavad muutuva induktiivtakisti ‘R2’ järjestikku koos muutuva standardkondensaatoriga ‘C2’.
- Nulldetektor on ühendatud, et teada saada sillaring .
Muudetud Oweni sild sisaldab voltmeetrit paralleelselt ühe õlaga ühendatud takistusega. Mõõtmiseks on ampermeeter seeriaviisiliselt ühendatud ka sildahelaga Alalisvool vahelduvvoolu saab mõõta voltmeeteriga. Owensi silla modifitseeritud vooluring on näidatud allpool.
modifitseeritud-owens-sild
Owensi silla teooria
Owensi silla teooria pole midagi muud, kui tundmatut induktiivsust 'L1' võrreldakse tuntud kondensaatoriga 'C4', mis on ühendatud sillaahelaga. Tasakaalutingimustes saab mitteinduktiivset takistit ‘R2’ ja muutuvat standardkondensaatorit ’C2’ varieerida iseseisvalt. Seega ei voola sildvoolu kaudu voolu ja nulldetektor ei registreeri potentsiaali.
Owensi sillaringilt võime jälgida, et
Tundmatu eneseinduktsioon ‘L1’
Puhas takisti ‘R3’ (fikseeritud mitteinduktiivne takistus)
Fikseeritud standardkondensaator ‘C4’
Muutuv mitteinduktiivne takisti ‘R2’ jadamisi muutuva standardkondensaatoriga ‘C2’.
Nulldetektor on ühendatud, et teada saada sillalülituse tasakaaluolukorda.
Mõelge alalisvoolu silla voolu tasakaalustatud võrrandile
Z1Z4 = Z2Z3
Nüüd asendage Owensi silla voolu takistused ülaltoodud võrrandis
Siis
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Nüüd eraldage reaalsed ja kujuteldavad mõisted ülaltoodud võrrandist
Saame,
L1 = R2R3C4
Tundmatut induktiivsust saab mõõta ülaltoodud võrrandi põhjal
R1 = R3 (C4 / C2)
Muutuva standardi väärtus kondensaator Mõõdetakse “C2”.
Owensi silla faasiskeem
Owensi silla faasiskeem on toodud allpool.
faas-diagramm
Ülaltoodud faasiskeemilt võime täheldada, et
Horisontaaltelg tähistab voolu I1, E3 = I3R3 ja E4 = ωI2C4, mis on samas faasis. Samuti tähistab ‘i1r1’ pingelang ka horisontaaltelge.
Pinge langus ‘e1’ tähistab induktiivse pingelanguse (ωL1L1) ja takistusliku pingelanguse (I1R1) summat
Sillaringi tasakaaluolukorra korral on pingelangused ‘E1’ ja ‘E2’ varraste vahel võrdsed ja kujutatud samal teljel.
Samamoodi on pingelangus ‘e3’ takistusliku pingelanguse (I2R2) ja mahtuvusliku pingelanguse (I2 / wC2) summa. Püsikondensaatori tõttu muutub vool i1 risti (90 kraadi) pingelanguseks ‘e4’. Vool ’I2’ ja pingelang I2R2 tähistavad vertikaaltelge. Toitepinge tähistab tähiseid E1 ja E3.
Eelised
Owensi silla eelised on see, et mõõdetud tundmatu induktiivsus ei sõltu sagedusest ega vaja sagedust.
- Tasakaalu võrrandi saab väga lihtsalt ja lihtsalt.
- Seda kasutatakse laia induktiivsuse vahemiku mõõtmiseks mahtuvuse osas.
- Seda kasutatakse ka mahtuvuse väärtuste laia vahemiku mõõtmiseks (saame lõppbilansi võrrandist).
Puudused
Oweni silla puudused on järgmised
- Selles sildahelas kasutatav muutuv standardkondensaator on väga kulukas. Nii suureneb ka Oweni sillaringi maksumus.
- Vooluringis kasutatava muutuva standardkondensaatori täpsus on väga madal (ligi 1%)
- Suurema muutuva standardkondensaatori kasutamine suurendaks mõõdetud spiraali kvaliteediteguri ulatust. See võib veelgi suurendada vooluahela maksumust.
KKK
1). Mis on nulldetektor?
See aitab leida vahelduvvoolu sillaahela tasakaalu seisundit (kui antud väärtus on null). Samuti võrreldakse tundmatut väärtust (induktiivsus / takistus / mahtuvus / impedants) teadaoleva väärtusega (võrdlus- või standardväärtus).
2). Mida mõtlete mähise kvaliteediteguri (q-tegur) all?
See on mähise reaktsioonivõime ja selle takistuse suhe töösagedusel.
Q = ωL / R = XL / R
3). Mis tüüpi vead ilmnesid vahelduvvoolu sildades?
Magnetvälja lekkevead pöörisvoolu vead, sagedusvead ja lainekuju vead.
4). Mis tüüpi silda kasutatakse mahtuvuse mõõtmiseks?
Viini silda kasutatakse mahtuvuse mõõtmiseks kalibreeritud takistuse ja sageduse järgi.
5). Miks vahelduvvoolusillad nulldetektori asemel galvanomeetrit ei kasuta?
Galvanomeetrit vahelduvvoolusildades ei kasutata, kuna see mõõdab ainult alalisvoolu (DC) voogu.
Seega on see kõik Oweni definitsiooni, vooluringi, teooria, eeliste ja puuduste kohta sild . Siin on teile küsimus: 'Millised on Oweni silla rakendused?'
