Kdo je Owensov most: vezje, teorija in njegov fazorski diagram

Kdo je Owensov most: vezje, teorija in njegov fazorski diagram

Sodobni komunikacijski sistem uporablja AC mostove s kompleksnimi električnimi in elektronskimi vezji in še veliko več. Različni tipi AC mostov, ki se uporabljajo v elektronska vezja so Maxwellov most, Maxwellov most Wein, Andersonov most , Hay’s bridge, Owen bridge, De Sauty bridge, Schering bridge, and Wien series bridge. Čeprav obstajajo različne vrste AC mostov za merjenje faktorjev kakovosti tuljave, so omejeni na majhen razpon. Na primer, Maxwellov most je omejen na merjenje faktorja kakovosti več kot 10. Hayov most je primeren za območje faktorjev kakovosti od 1 do 10. Andersonov most se uporablja za merjenje vrednosti induktivnosti v razponu od nekaj mikro Henryjevih. Zato potrebujemo mostno vezje, ki bi moralo biti primerno za merjenje širokega spektra induktorjev. To mostno vezje se imenuje Owensov most.



Opredelitev Owensovega mostu

Opredelitev: Owensov most je definiran kot AC most, ki se uporablja za merjenje širokega obsega neznane induktivnosti v smislu upora in kapacitivnosti. Običajno deluje po principu primerjave. To pomeni izmerjeno neznano induktivnost vrednost primerjamo s standardnim ali znanim kondenzatorjem. Ta vrsta mostnega vezja uporablja standardni kondenzator in a spremenljivi upor za vzbujanje.


Okrožni most Owens

Vezje Owensovega mostu vsebuje štiri krake, ki so povezani kvadratno ali v obliki romba. Na križiščih krakov sta povezana izmenični napetostni signal in ničelni detektor. Shema vezja Owensovega mostu je prikazana spodaj.





Owens-Bridge-Circuit

Owens-Bridge-Circuit

  • Iz zgornjega vezja lahko opazimo, da so ab, bc, cd in da štirje kraki, povezani kot most.
  • Roka „ab“ vsebuje neznano samoinduktivnost „L1“ z uporom „R1“
  • Roka „bc“ vsebuje čisti upor „R3“
  • Druga roka „cd“ vsebuje fiksni standardni kondenzator „C4“
  • Zadnji krak „da“ vsebuje spremenljiv neinduktivni upor „R2“ v seriji s spremenljivim standardnim kondenzatorjem „C2“.
  • Priključen je ničelni detektor, ki pozna stanje ravnotežja naprave mostno vezje .

Modificirani Owenov most vsebuje voltmeter vzporedno z uporom, povezanim z enim od krakov. Na mostno vezje je za merjenje zaporedno priključen tudi ampermeter Enosmerni tok medtem ko je izmenični tok mogoče izmeriti z voltmetrom. Spremenjeno vezje Owensovega mostu je prikazano spodaj.



Modified-Owens-Bridge

modificiran-Owens-Bridge

Teorija Owensovega mostu

Teorija Owensovega mostu ni nič drugega, neznano induktivnost 'L1' primerjamo z znanim kondenzatorjem 'C4', povezanim z roko 'cd' mostnega vezja. V stanju ravnotežja lahko neinduktivni upor „R2“ in spremenljivi standardni kondenzator „C2“ spreminjamo neodvisno. Zato skozi mostno vezje ne teče tok in ničelni detektor ne zabeleži potenciala.

Iz Owensovega mostnega vezja lahko opazimo, da


Neznana samoinduktivnost „L1“

Čisti upor „R3“ (fiksni neinduktivni upor)

Fiksni standardni kondenzator „C4“

Spremenljiv neinduktivni upor „R2“ v seriji s spremenljivim standardnim kondenzatorjem „C2“.

Priključen je ničelni detektor, ki pozna stanje ravnovesja mostnega vezja.

Razmislite o uravnoteženi enačbi osnovnega vezja AC,

Z1Z4 = Z2Z3

Zdaj v zgornji enačbi nadomestite impedanco Owensovega mostnega vezja

Potem

(R1 + jωL1) (1 / jωC4) = (R2 + 1 / jωC2) R3

Zdaj ločite resnične in namišljene izraze od zgornje enačbe

Dobimo,

L1 = R2R3C4

Neznano induktivnost lahko izmerimo iz zgornje enačbe

R1 = R3 (C4 / C2)

Vrednost spremenljivke kondenzator Izmeri se „C2“.

Phazorjev diagram Owensovega mostu

Fazorni diagram Owensovega mostu je prikazan spodaj.

Phasor-Diagram

fazorski diagram

Iz zgornjega fazornega diagrama lahko opazimo, da

Vodoravna os predstavlja tok I1, E3 = I3R3 in E4 = ωI2C4, ki so v isti fazi. In tudi padec napetosti 'i1r1' predstavlja tudi vodoravno os.

Padec napetosti ‘e1’ predstavlja vsoto induktivnega padca napetosti (ωL1L1) in uporovnega padca napetosti (I1R1)

V ravnotežnem stanju mostnega vezja sta padca napetosti „E1“ in „E2“ enaka na krakih in predstavljena na isti osi.

Podobno je padec napetosti ‘e3’ vsota uporovnega padca napetosti (I2R2) in kapacitivnega padca napetosti (I2 / wC2). Zaradi fiksnega kondenzatorja tok i1 postane pravokoten (90 stopinj) padec napetosti 'e4'. Tok 'I2' in padec napetosti I2R2 predstavljata navpično os. Napajalna napetost predstavlja „E1“ in „E3“.

Prednosti

Prednosti Owensovega mostu so, da je izmerjena neznana induktivnost neodvisna od frekvence in ne zahteva dovajanja frekvence.

  • Enačbo ravnotežja je mogoče dobiti zelo enostavno in preprosto.
  • Uporablja se za merjenje širokega razpona induktivnosti glede na kapacitivnost.
  • Uporablja se tudi za merjenje širokega razpona vrednosti kapacitivnosti (dobimo iz enačbe končne bilance).

Slabosti

Slabosti Owenovega mostu vključujejo

  • Spremenljiv standardni kondenzator, ki se uporablja v tem mostnem vezju, je zelo drag. Torej se povečajo tudi stroški Owenovega mostnega vezja.
  • Natančnost spremenljivega standardnega kondenzatorja, ki se uporablja v vezju, je zelo nizka (skoraj 1%)
  • Uporaba večjega spremenljivega standardnega kondenzatorja bi povečala obseg faktorja kakovosti izmerjene tuljave. To lahko še poveča stroške vezja.

Pogosta vprašanja

1). Kaj je ničelni detektor?

Pomaga najti stanje ravnotežja vezja AC mosta (kadar je dana vrednost nič). Poleg tega primerja neznano vrednost (induktivnost / upor / kapacitivnost / impedanca) z znano vrednostjo (referenčno ali standardno vrednost).

2). Kaj mislite s faktorjem kakovosti (q faktor) tuljave?

To je razmerje med reaktanco tuljave in njegovo upornostjo pri delovni frekvenci.

Q = ωL / R = XL / R

3). Katere vrste napak so se pojavile pri mostovih z izmeničnim tokom?

Napake puščanja magnetnega polja Napake vrtinčnih tokov, Napake frekvence in Napake valov.

4). Kateri most se uporablja za merjenje kapacitivnosti?

Wien most se uporablja za merjenje kapacitivnosti glede na umerjeno upornost in frekvenco.

5). Zakaj AC mostovi ne uporabljajo galvanometra namesto ničelnega detektorja?

V mostovih z izmeničnim tokom se galvanometer ne uporablja, ker meri samo pretok enosmernega toka (DC).

Tu gre torej za opredelitev, vezje, teorijo, prednosti in slabosti Owenovega most . Tu je vprašanje za vas: 'Kakšne aplikacije ima Owenov most?'