एसी मोजणारे पूल आणि त्यांचा वापर

एसी सर्किट्समध्ये, ब्रिज सर्किट्सचा वापर मोजमापासाठी केला जातो. या योजना कॅपेसिटर आणि इंडक्टन्सची मूल्ये, कॅपेसिटरच्या डायलेक्ट्रिक नुकसानाच्या कोनाची स्पर्शिका, तसेच कॉइलचे परस्पर प्रेरण निर्धारित करणे शक्य करतात.

एसी ब्रिज मोजणे ही पूर्णपणे भिन्न योजना आहेत, त्यांची खाली चर्चा केली जाईल. चार हात असलेले संतुलित पूल सर्वात लोकप्रिय आहेत, जेथे इंडक्टन्स, कॅपेसिटन्स आणि डायलेक्ट्रिक नुकसान स्पर्शिका मोजण्याच्या प्रक्रियेसह परजीवी पॅरामीटर्सची भरपाई केली जाऊ शकते.

एसी मापन ब्रिज सर्किट्सचे दोन गट विशेषतः अभिव्यक्त आहेत: ट्रान्सफॉर्मर ब्रिज (प्रेरणात्मकपणे जोडलेल्या हातांसह) आणि कॅपेसिटिव्ह ब्रिज. कॅपेसिटिव्ह ब्रिज हे चार हात असलेले सर्किट असतात ज्यात कॅपेसिटिव्ह आणि सक्रिय घटक शस्त्रांमध्ये स्थापित केले जातात. ट्रान्सफॉर्मर ब्रिज दोन हातांमध्ये ट्रान्सफॉर्मर दुय्यम विंडिंग्सच्या उपस्थितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत जे पुलाला उर्जा देतात.

कॅपेसिटिव्ह सर्किट्ससाठी, त्यामध्ये स्थिर कॅपॅसिटन्स आणि व्हेरिएबल (सक्रिय) प्रतिरोधक आणि स्थिर (सक्रिय) प्रतिरोधक आणि व्हेरिएबल कॅपेसिटन्स दोन्ही समाविष्ट असू शकतात. स्थिर कॅपॅसिटन्स ब्रिज बांधणे सोपे आहे कारण त्याला विशेष रेट केलेल्या व्हेरिएबल कॅपेसिटरची आवश्यकता नसते, त्याऐवजी प्रतिरोधकांचा पुरेसा पुरवठा असतो (सक्रिय प्रतिकार).

व्हेरिएबल रेझिस्टर्सबद्दल धन्यवाद, रिऍक्टिव आणि सक्रिय व्होल्टेज घटकांच्या संदर्भात ब्रिज सर्किट संतुलित केले जाऊ शकते. एक व्हेरिएबल रेझिस्टर कॅपॅसिटन्स मूल्यांनुसार कॅलिब्रेट केला जातो, दुसरा डायलेक्ट्रिक नुकसान स्पर्शिका मूल्यांनुसार. परिणामी, अभ्यासलेल्या कॅपेसिटरचे समतुल्य मालिका सर्किट प्राप्त होते. खालील समानता पुलाची ही समतोल स्थिती प्रतिबिंबित करेल आणि काल्पनिक आणि वास्तविक भागांचे समीकरण केल्याने केवळ मागणी केलेल्या प्रमाणांची मूल्ये मिळतील:

परंतु प्रत्यक्षात, परजीवी पॅरामीटर्स नेहमी दिसतात आणि ऑडिओ फ्रिक्वेन्सीवर आधीपासूनच त्रुटी देतात. परजीवी इंडक्टन्स, कॅपेसिटन्स, कंडक्टन्स हे या त्रुटींचे स्त्रोत आहेत, डायलेक्ट्रिक नुकसान कोन मापनाची अचूकता धोक्यात आली आहे. या घटकांचा प्रभाव कमी करण्याचे उपाय म्हणजे पहिल्या रेझिस्टरचे नॉन-इंडक्टिव्ह आणि कॅपेसिटिव्ह विंडिंग. परंतु प्रत्यक्षात या प्रभावांची योग्य रीतीने भरपाई करणे आवश्यक आहे.

तर, परजीवी इंडक्टन्सची भरपाई करण्यासाठी, ट्रायमर कॅपेसिटर दुसऱ्या रेझिस्टरसह समांतर जोडलेले आहे. याव्यतिरिक्त, परजीवी कॅपेसिटन्स आणि परजीवी प्रतिरोधक इन्सुलेटिंग भाग आणि ट्रान्सफॉर्मरच्या उपस्थितीमुळे उद्भवतात, म्हणून ट्रान्सफॉर्मरला दुप्पट ढाल करणे आवश्यक आहे.भागांच्या कॅपेसिटन्स आणि चालकतेचा प्रभाव कमी करण्यासाठी, ते फ्लोरोप्लास्टिक सारख्या उच्च-गुणवत्तेचे डायलेक्ट्रिक्स बनलेले आहेत. ऑडिओ फ्रिक्वेन्सी जनरेटर उर्जा स्त्रोत म्हणून योग्य आहे.

पुलांमध्ये वापरलेले स्थिर प्रतिरोध एक फायदा देतात: व्हेरिएबल रेझिस्टर कॅलिब्रेट करण्याची आवश्यकता नाही. शस्त्रांमध्ये, फक्त एक स्थिर प्रतिकार, एक स्थिर कॅपेसिटर आणि व्हेरिएबल कॅपेसिटर असतो. त्यांच्या क्षमतेचे मोजमाप थेट शक्य आहे. अभ्यासाधीन कॅपॅसिटन्स फक्त टर्मिनल्सशी जोडलेले असते, त्यानंतर व्हेरिएबल कॅपेसिटर समायोजित करून ब्रिज संतुलित केला जातो. गणना सूत्रांनुसार केली जाते ज्यावरून हे पाहिले जाऊ शकते की स्पर्शिकेसाठी स्केल थेट सूत्रावरून प्राप्त होते. व्हेरिएबल कॅपेसिटन्ससह, प्रतिकार आणि वारंवारता अपरिवर्तित असल्याने:

प्रेरकपणे जोडलेले आर्म (ट्रान्सफॉर्मर ब्रिज) असलेले मोजमाप पूल अनेक बाबींमध्ये कॅपेसिटिव्ह पुलांपेक्षा श्रेष्ठ आहेत: स्पर्शिका आणि कॅपेसिटन्सच्या बाबतीत उच्च संवेदनशीलता, जोडलेल्या परजीवी प्रवाहकांचा कमी प्रभाव, तरीही, हातांच्या समांतर.

मल्टी-सेक्शन ट्रान्सफॉर्मर पुलाची ऑपरेटिंग रेंज (मापन स्केल) मोठ्या प्रमाणात वाढवू शकतात. अनेक सामान्य ट्रान्सफॉर्मर ब्रिज डिझाइन आहेत, परंतु सर्वात लोकप्रिय दुहेरी ट्रान्सफॉर्मर पूल आहे:

वळणांची संख्या मोजून साखळी पूर्णपणे नियंत्रित केली जाते; त्याला व्हेरिएबल कॅपेसिटर किंवा व्हेरिएबल रेझिस्टरची आवश्यकता नाही. अशा प्रकारे, मल्टी-सेक्शन ट्रान्सफॉर्मर्सच्या मोठ्या श्रेणीसह मीटर तयार करणे शक्य आहे आणि किमान नमुना घटक आवश्यक आहेत.

येथे सर्किट गॅल्व्हॅनिकली पृथक आहेत, म्हणजेच, हे स्पष्ट आहे की परजीवी कनेक्शनमुळे होणारा हस्तक्षेप कमी आहे, म्हणून कनेक्टिंग वायर तुलनेने लांब असू शकतात. जेव्हा पूल समतोल असतो तेव्हा खालील समीकरणे वैध असतात:

तुम्हाला माहिती आहेच, जेव्हा कॅपेसिटरच्या कॅपेसिटन्सचे मोजमाप करण्याची वेळ येते तेव्हा डायलेक्ट्रिक नुकसान स्पर्शिकेच्या स्वरूपात सक्रिय नुकसान समोर येते. तर, या पॅरामीटरनुसार, कॅपेसिटर तीन गटांमध्ये विभागले गेले आहेत (आणि समतुल्य सर्किट्स, अनुक्रमे, या वारंवारतेमध्ये भिन्न आहेत):

खालील गुणोत्तरे AC सर्किटमधील कॅपेसिटरचा प्रतिबाधा आणि मालिका आणि समांतर समतुल्य सर्किट्समधील स्पर्शिका दर्शवतात:

लॉसलेस कॅपेसिटरच्या कॅपेसिटन्सचे मोजमाप खालील योजनेनुसार केले जाते, जेथे दोन सक्रिय हात त्यांच्या मूल्यांच्या गुणोत्तरानुसार मोजमाप मर्यादा निर्धारित करतात आणि नमुना कॅपेसिटन्स परिवर्तनीय आहे. येथे, मापन प्रक्रियेत, प्रतिरोधकांचे गुणोत्तर निवडले जातात, नमुना कॅपेसिटन्सचे मूल्य बदलले जाते. ब्रिज समतोल अभिव्यक्ती आहे:

कमी-तोटा कॅपेसिटन्स मोजमाप कॅपेसिटर रिप्लेसमेंट सिक्वेन्स स्कीमनुसार चालते, कॅपेसिटन्स आणि सक्रिय प्रतिकार बदलून पूल संतुलित करताना, शून्य निर्देशक स्केलच्या किमान वाचनापर्यंत पोहोचते. समानता स्थिती खालील अभिव्यक्ती देते:

महत्त्वपूर्ण डायलेक्ट्रिक नुकसान असलेल्या कॅपेसिटरना वरील योजनेनुसार, समतुल्य सर्किटमध्ये नमुन्याशी समांतर जोडलेले प्रतिरोध आवश्यक आहे. स्पर्शिकेचे सूत्र असे दिसेल:

तर, पुलांचा वापर करून, वास्तविक कॅपेसिटरची क्षमता मोजणे शक्य आहे नाममात्र मूल्यांसह pF च्या युनिट्सपासून दहापट मायक्रोफारॅड्सपर्यंत आणि उच्च पातळीच्या अचूकतेसह (प्रमाणाच्या 1 ते 3 ऑर्डरपर्यंत).

वर वर्णन केलेल्या पद्धतीचा वापर करून इंडक्टन्सचे मोजमाप करून, कॅपेसिटन्सशी तुलना करणे शक्य आहे आणि इंडक्टन्ससह आवश्यक नाही, कारण अचूक व्हेरिएबल इंडक्टन्स तयार करणे सोपे काम नाही. म्हणून ते इंडक्टर्सऐवजी नमुना कॅपेसिटन्स समतुल्य सर्किट्स वापरतात. समतोल स्थिती आपल्याला प्रतिकार आणि प्रेरण शोधण्याची परवानगी देते, परिणाम खालील स्वरूपात लिहिलेला आहे:

तुम्ही Q घटक देखील शोधू शकता:

अर्थात, टर्न-टू-टर्न कॅपेसिटन्स लहान विकृती देईल, परंतु हे सहसा नगण्य असतात.