ब्रिज मोजमाप

ब्रिज सर्किट - इलेक्ट्रिकल सर्किटचे घटक (रेझिस्टन्स, रेक्टिफायर डायोड, इ.) जोडण्याची योजना, सर्किटच्या दोन बिंदूंमधील ब्रिज शाखेच्या उपस्थितीद्वारे दर्शविली जाते जी विद्युत उर्जेच्या स्त्रोताशी थेट जोडलेली नाही. ब्रिज सर्किट व्हीटस्टोन ब्रिज सर्किट (चित्र 1) वर आधारित आहे.

ब्रिज सर्किटच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की जेव्हा पुलाच्या बाहूंमधील प्रतिबाधाचे गुणोत्तर За / Зб = ЗНС/Зд सारखे असते तेव्हा पुलाच्या कर्णात विद्युत प्रवाह नसतो (सूचक उपकरणामध्ये ). शून्य निर्देशकाची संवेदनशीलता वाढवून, ब्रिज सर्किटमध्ये प्रतिबाधा गुणोत्तरांची अगदी अचूक समानता प्राप्त करणे शक्य आहे. ब्रिज मोजमाप या तत्त्वावर आधारित आहेत.

तांदूळ. 1. ब्रिज डायग्राम (व्हीटस्टोन ब्रिज डायग्राम)

ब्रिज सर्किट्ससाठी वीज पुरवठा डीसी किंवा एसी स्त्रोत असू शकतात. ब्रिज बॅलन्सिंग पुरवठा व्होल्टेज चढउतारांपासून पूर्णपणे स्वतंत्र आहे.

ब्रिज मोजमाप - डायरेक्ट करंट (डीसी रेझिस्टन्स, करंट) आणि अल्टरनेटिंग करंट (सक्रिय रेझिस्टन्स, कॅपेसिटन्स, इंडक्टन्स, म्युच्युअल इंडक्टन्स, फ्रिक्वेन्सी, एंगल ऑफ लॉस, क्वालिटी फॅक्टर इ.) च्या इलेक्ट्रिक सर्किट्सचे पॅरामीटर्स मोजण्याच्या पद्धती. ब्रिज चेन. सेन्सर्सचा वापर करून नॉन-इलेक्ट्रिक परिमाणांच्या विद्युतीय मोजमापांसाठी देखील ब्रिज मोजमाप मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते - मापन केलेल्या परिमाणांचे इंटरमीडिएट कन्व्हर्टर्स इलेक्ट्रिकल सर्किटच्या कार्यात्मकपणे संबंधित पॅरामीटरमध्ये.

तुलना उपकरणांच्या श्रेणीशी संबंधित मेजरिंग ब्रिज (ब्रिज इंस्टॉलेशन्स) वापरून ब्रिज मोजमाप केले जाते. सर्वसाधारणपणे, ते एका विशिष्ट विद्युत सर्किटच्या वापरावर आधारित असतात ज्यामध्ये अनेक ज्ञात आणि एक अज्ञात (मोजलेले) प्रतिकार असतात, एका स्त्रोताद्वारे समर्थित असतात आणि सूचक उपकरणासह सुसज्ज असतात.

ज्ञात प्रतिकार बदलून, हे सर्किट एक निश्चित होईपर्यंत समायोजित केले जाते, पॉइंटरद्वारे सूचित केले जाते, सर्किटच्या वैयक्तिक विभागांमध्ये व्होल्टेजचे वितरण गाठले जाते. हे स्पष्ट आहे की व्होल्टेजचे दिलेले गुणोत्तर देखील सर्किट प्रतिरोधकांच्या निश्चित गुणोत्तराशी संबंधित आहे, ज्याद्वारे इतर प्रतिकार ज्ञात असल्यास अज्ञात प्रतिकारांची गणना करणे शक्य आहे.

ऐतिहासिकदृष्ट्या, ब्रिज मोजमापांची पहिली, सर्वात सोपी आणि सर्वात सामान्य आवृत्ती चार हात असलेल्या संतुलित पुलाद्वारे साकारली गेली, जे 4 प्रतिरोधकांचे रिंग सर्किट आहे ("आर्म" ब्रिज), ज्यामध्ये वीज पुरवठा आणि पॉइंटर जोडलेले आहेत. तिरपे विरुद्ध शिरोबिंदू, «पुल» च्या स्वरूपात (अंजीर 2).

तांदूळ. 2.

जर R1R3 = R2R4 ही स्थिती पूर्ण झाली असेल (अनुक्रमे, Z1Z3 = Z2Z4 वैकल्पिक प्रवाहावर), ब्रिज सर्किटच्या आउटपुटवरील व्होल्टेज (पुरवठा व्होल्टेजची पर्वा न करता) शून्य (Ucd = 0) असेल, म्हणजे, ब्रिज " संतुलित «, जे शून्य पॉइंटरद्वारे सूचित केले जाते.

R1R3 = R2R4 या स्थितीशी संबंधित DC ब्रिजची स्थिर स्थिती केवळ एक व्हेरिएबल पॅरामीटर समायोजित करून प्राप्त केली जाऊ शकते आणि केवळ एक अज्ञात प्रतिकार देखील निर्धारित करण्यास अनुमती देते.

Z1Z3 = Z2Z4 ही जटिल पर्यायी वर्तमान समतोल स्थिती प्राप्त करण्यासाठी, जे विघटित होते जेव्हा प्रतिकारांची जटिल मूल्ये Z = R + jx दोन स्वतंत्र स्थितींमध्ये बदलली जातात, किमान दोन चल मापदंड समायोजित करणे आवश्यक आहे. या प्रकरणात, जटिल प्रतिकारांचे दोन घटक एकाच वेळी निर्धारित करणे शक्य आहे (उदाहरणार्थ, L आणि R किंवा L आणि Q, C आणि tgφ, इ.).

चार हातांचे एसी ब्रिज हे रेझोनंट ब्रिज आहेत... चार हातांव्यतिरिक्त, अधिक जटिल ब्रिज स्कीम वापरल्या जातात - डायरेक्ट करंटवर दुहेरी पूल (चित्र 3) आणि एकाधिक हात (सहा किंवा सात हात) - पर्यायी वर्तमान (उदाहरणार्थ, चित्र 4). या सर्किट्ससाठी समतोल स्थिती, अर्थातच, वर दिलेल्यांपेक्षा भिन्न आहे.

तांदूळ. 3.

तांदूळ. 4.

पूल संतुलित आणि असंतुलित दोन्ही मोडमध्ये वापरले जाऊ शकतात. नंतरच्या प्रकरणात, मापन परिणाम ब्रिज सर्किटच्या आउटपुटवर थेट वर्तमान किंवा व्होल्टेजमधून, प्रतिकार समायोजित न करता निर्धारित केला जातो, जे मोजलेले प्रतिरोध आणि पुरवठा व्होल्टेजचे कार्य आहेत (नंतरचे स्थिर असणे आवश्यक आहे). आउटपुट डिव्हाइस थेट मोजलेल्या मूल्यामध्ये कॅलिब्रेट केले जाते.

AC ब्रिज मोजमाप आणखी दोन मोडमध्ये वापरले जाऊ शकते: अर्ध-संतुलित आणि अर्ध-संतुलित. नंतरचे वैशिष्ट्य असे आहे की पारंपारिक चार-आर्म सर्किट (चित्र 2) किमान आउटपुट व्होल्टेज प्राप्त होईपर्यंत फक्त एक व्हेरिएबल पॅरामीटर वापरून समायोजित केले जाते (पूर्ण समतोल, म्हणजे Ucd= 0, ज्यासाठी दोन पॅरामीटर्सची सेटिंग आवश्यक आहे, या प्रकरणात ते अगम्य आहे).

किमान व्होल्टेज Ucd पर्यंत पोहोचण्याचा क्षण थेट सर्किटच्या आउटपुटवरील साध्या पॉइंटरवरून किंवा अधिक अचूकपणे — अप्रत्यक्षपणे — उदाहरणार्थ, ब्रिज सर्किटच्या व्होल्टेज व्हेक्टरच्या फेज संबंधांवर आधारित या क्षणी निश्चित केला जाऊ शकतो. अर्धा समतोल.

दुसऱ्या प्रकरणात, प्रायोगिक आणि संकेतक उपकरणे अर्ध-संतुलित मोडमध्ये वापरल्या जाणार्‍या उपकरणांसारखीच आहेत. मोजलेल्या प्रतिकाराचे घटक निर्धारित केले जातात: एक — अर्ध-समतोलाच्या क्षणी व्हेरिएबल पॅरामीटरच्या मूल्यावरून, दुसरा — ब्रिज आउटपुट व्होल्टेजमधून. पुरवठा व्होल्टेज स्थिर करणे आवश्यक आहे.

मापन पुलांचे संतुलन थेट व्यक्तीद्वारे (मॅन्युअल मार्गदर्शनासह पूल) आणि स्वयंचलित यंत्राच्या मदतीने (स्वयंचलित मापन पूल) दोन्ही केले जाऊ शकते.

प्रतिरोध मूल्ये मोजण्यासाठी आणि दिलेल्या नाममात्र मूल्यातून या मूल्यांचे विचलन निर्धारित करण्यासाठी ब्रिज मापन दोन्ही वापरले जातात. ते सर्वात सामान्य आणि प्रगत मापन पद्धतींपैकी आहेत. मालिका-उत्पादित पुलांमध्ये DC करंटसाठी 0.02 ते 5 आणि AC साठी 0.1 ते 5 पर्यंत अचूकता वर्ग आहेत.