A modern kommunikációs rendszer váltakozó áramú hidakat használ, összetett elektromos és elektronikus áramkörökkel és még sok mással. A különböző típusú váltakozó áramú hidak elektronikus áramkörök Maxwell hídja, Maxwell Wein hídja, Anderson híd , Hay hídja, Owen híd, De Sauty híd, Schering híd és Wien sorozat hídja. Noha a tekercs minőségi tényezőinek mérésére különböző típusú váltóáramú hidak léteznek, ezek kis tartományra korlátozódnak. Például, Maxwell hídja Hay-híd alkalmas az 1-től 10-ig terjedő minőségi tényező-tartományra. Anderson-hidat használnak az induktivitásértékek mérésére néhány mikro Henry-tartományban. Ezért szükségünk van egy híd áramkörre, amely alkalmas az induktorok széles skálájának mérésére. Ezt a hídkört Owens-hídnak hívják.
Owens híd meghatározása
Meghatározás: Owens híd áramköre az a váltakozó áramú híd, amelyet ismeretlen induktivitás széles tartományának mérésére használnak az ellenállás és a kapacitás szempontjából. Általában az összehasonlítás elvén működik. Ez azt jelenti, hogy a mért ismeretlen induktivitás értéket összehasonlítjuk a szokásos vagy ismert kondenzátorral. Ez a típusú híd áramkör szokásos kondenzátort és a változtatható ellenállás gerjesztésre.
Owens-híd áramköre
Owens hídköre négy karot tartalmaz, amelyek négyzet vagy rombusz alakban vannak összekötve. A karok csomópontjain váltakozó áramú feszültségjel és nullérzékelő van összekötve. Az Owens-híd kapcsolási rajzát az alábbiakban mutatjuk be.
owens-híd-áramkör
- A fenti áramkörből megfigyelhetjük, hogy ab, bc, cd és da a hídként összekapcsolt négy kar.
- Az „ab” kar ismeretlen „L1” öninduktivitást tartalmaz „R1” ellenállással
- A „bc” kar tiszta „R3” ellenállást tartalmaz
- A másik „cd” kar egy fix „C4” kondenzátort tartalmaz
- Az utolsó „da” karok változó, nem induktív „R2” ellenállást tartalmaznak egy változó standard „C2” kondenzátorral.
- Null detektor van csatlakoztatva, hogy megismerje a híd áramkör .
A módosított Owen híd feszültségmérőt tartalmaz párhuzamosan az egyik karhoz csatlakoztatott ellenállással. A méréshez ampermérő is sorosan csatlakozik a híd áramkörhöz DC áram míg az AC áram feszültségmérővel mérhető. Az Owens-híd módosított áramköre az alábbiakban látható.
módosított-owens-híd
Owens-híd elmélete
Az Owens-híd elmélete nem más, mint az ismeretlen „L1” induktivitást összehasonlítjuk az ismert „C4” kondenzátorral, amely a hídkör „cd” karjához van csatlakoztatva. A mérlegfeltételben az „R2” nem induktív ellenállás és a „C2” változó standard kondenzátor egymástól függetlenül változtatható. Ezért a híd áramkörön nem áramlik áram, és a null detektor nem fog potenciált felvenni.
Owens hídköréből megfigyelhetjük, hogy
Ismeretlen „L1” öninduktivitás
Tiszta „R3” ellenállás (rögzített nem induktív ellenállás)
Fix „C4” szabványos kondenzátor
Változtatható nem induktív ‘R2’ ellenállás sorozatosan, változó standard C2 kondenzátorral.
Null detektor van csatlakoztatva, hogy megismerje a hídkör egyensúlyi állapotát.
Tekintsük az alap AC váltakozó áramkör kiegyensúlyozott egyenletét
Z1Z4 = Z2Z3
Most cserélje le Owens híd áramkörének impedanciáit a fenti egyenletre
Azután
(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3
Most különítse el a valós és a képzeletbeli kifejezéseket a fenti egyenlettől
Kapunk,
L1 = R2R3C4
Az ismeretlen induktivitás a fenti egyenletből mérhető
R1 = R3 (C4 / C2)
Egy változó szabvány értéke kondenzátor A „C2” értéket mérjük.
Az Owens-híd fázisdiagramja
Az Owens-híd fázisdiagramját az alábbiakban mutatjuk be.
phasor-diagram
A fenti fázisdiagram alapján megfigyelhetjük, hogy
A vízszintes tengely az I1, E3 = I3R3 és E4 = ωI2C4 áramot jelöli, amelyek ugyanabban a fázisban vannak. És az „i1r1” feszültségesése szintén a vízszintes tengelyt képviseli.
Az „e1” feszültségesés az induktív feszültségesés (ωL1L1) és az ellenálló feszültségesés (I1R1) összegét jelenti.
A hídkör egyensúlyi állapotánál az „E1” és az „E2” feszültségesés egyenlő a karokon, és ugyanazon a tengelyen vannak ábrázolva.
Hasonlóképpen, az „e3” feszültségesés a rezisztív feszültségesés (I2R2) és a kapacitív feszültségesés (I2 / wC2) összege. A rögzített kondenzátor miatt az i1 áram merőleges (90 fokos) feszültségeséssé válik „e4”. Az „I2” áram és az I2R2 feszültségesés a függőleges tengelyt jelöli. A tápfeszültség jelentése „E1” és „E3”.
Előnyök
Az Owens-híd előnyei, hogy a mért ismeretlen induktivitás független a frekvenciától és nem igényel frekvenciaellátást.
- A mérlegegyenlet nagyon egyszerűen és egyszerűen megszerezhető.
- Az induktivitás széles tartományának mérésére szolgál a kapacitás szempontjából.
- A kapacitási értékek széles tartományának mérésére is használják (a végső mérlegegyenletből kapjuk).
Hátrányok
Owen hídjának hátrányai a következők
- Az ebben a hídkörben használt változó standard kondenzátor nagyon költséges. Tehát Owen hídkörének költsége is nő.
- Az áramkörben használt változó standard kondenzátor pontossága nagyon alacsony (közel 1%)
- Egy nagyobb változtatható standard kondenzátor használata növelné a mért tekercs minőségi tényezőjének tartományát. Ez tovább növelheti az áramkör költségeit.
GYIK
1). Mi a null detektor?
Segít megtalálni a váltakozó áramú híd áramkörének egyensúlyi állapotát (amikor a megadott érték nulla). És összehasonlítja az ismeretlen értéket (induktivitás / ellenállás / kapacitás / impedancia) egy ismert értékkel (referencia vagy standard érték).
2). Mit értesz a tekercs minőségi tényezőjén (q faktor)?
Ez a tekercs reaktanciájának és az üzemi frekvencián mért ellenállás aránya.
Q = ωL / R = XL / R
3). Milyen típusú hibák történtek a váltakozó áramú hidakon?
Mágneses mező szivárgási hibák örvényáram, frekvencia hibák és hullámalak hibák.
4). Milyen típusú hidat használnak a kapacitás mérésére?
A Wien hidat használják a kapacitás mérésére a kalibrált ellenállás és frekvencia szempontjából.
5.) Miért nem használnak váltakozó áramú hidak galvanométert a null detektor helyett?
Galvanométert nem használnak váltakozó áramú hidaknál, mert csak az egyenáram (DC) áramát méri.
Így mindez Owen definíciójáról, áramköréről, elméletéről, előnyeiről és hátrányairól szól híd . Itt van egy kérdés az Ön számára: 'Melyek Owen hídjának alkalmazásai?'
