W obwodach elektronicznych obwód mostkowy odgrywa kluczową rolę w obliczeniach laboratoryjnych przy wdrażaniu różnych aplikacji elektronicznych. W oparciu o projekt i konstrukcję obwodu mostkowego istnieją różne typy obwodów mostkowych, takie jak Wheatstone'a, Maxwell , Kelvin, Wein, Carey foster bridge, itp. Do obliczenia wartości oporu używany jest obwód mostu zastępczego Carey, wynaleziony przez Careya Fostera w 1872 roku. W artykule przedstawiono szczegółową analizę mostka zastępczego Careya, zasady obwodu i jego działania.
Co to jest Carey Foster Bridge?
Obwód mostkowy, który może obliczyć średnie rezystancje lub może porównać i zmierzyć dwa duże / równe odporność wartości z niewielkimi odchyleniami są znane jako most zastępczy Carey. Jest to zmodyfikowana forma obwodu mostka Wheatstone'a. Nazywa się to również metodą małych rezystancji.
Zasada pomostu Carey Foster
Zasada mostka opiekuńczego Careya jest prosta i podobna do zasady działania mostka Wheatstone'a. Działa na zasadzie wykrywania zerowego. Oznacza to, że stosunki rezystancji będą równe, a galwanometr rejestruje zero tam, gdzie nie ma przepływu prądu.
Jak wiemy, obwód mostka jest zrównoważony, gdy nie ma przepływu prądu przez galwanometr . W stanie niezrównoważenia prąd przepływa przez galwanometr, a odczyt jest rejestrowany poprzez obserwację ugięcia.
Plik Schemat obwodu mostka Carey Foster pokazano poniżej. W obwodzie są dwie jednostki
- Bridge Unit
- Jednostka testująca
Obwód mostkowy Carey Foster
Jednostka testująca zawiera zasilacz , galwanometr i zmienne rezystancje, które mają być zmierzone. Zasilanie prądem stałym ma na celu wyeliminowanie problemów czasowego rozładowywania baterii. Nie ma więc żadnego wpływu na wynik.
Z rysunku wynika, że obwód mostka jest zbudowany z rezystancjami P, Q, R i S. P i Q to znane opory używane do porównania. R i S to nieznane rezystancje do zmierzenia. Drut ślizgowy o długości L umieszcza się między rezystorami R i S, jak pokazano na rysunku. Aby wyrównać / zrównoważyć stosunki rezystancji P / Q i R / S, można dostosować wartości P i Q. Przesuń styk suwaka tak, aby odpowiadał stosunkowi oporu.
Rozważmy I1 jako odległość od lewej strony, gdzie most jest wyważony. Zamień opory R i S, podczas gdy mostek zostanie wyważony przez przesunięcie kontaktu o odległość I2.
Przełącznik służy do zamiany rezystancji R i S podczas testowania. Galwanometr rejestruje zero, gdy mostek jest wyważony. Pierwsze równanie równowagi mostu to:
P / Q = (R + I1r) / [(S + (L + I1) r]
Gdzie r = opór / długość jednostkowa prowadnicy.
Teraz zamień rezystancje R i S. Następnie zrównoważone równanie dla obwodu mostka jest podane jako:
P / Q = (S + I2r) / [(R + (L-I2)]
W przypadku pierwszego równania bilansowego otrzymujemy:
P / Q + 1 = [(R + I1r + S + (L-I1) r] / [S + (L-I1) r] …… Eq (1)
P / Q = (R + S + I1r) / (S + (L-I1) r)
Otrzymujemy drugie równanie równowagi mostu jako
P / Q + 1 = [(S + I2r + R + (L-I1) r] / [R + (L-I2) r]… .. Eq (2)
P / Q +1 = (S + R + Ir) / (R + (L-I2) r)
Z powyższych równań (1) i (2)
S + (L-I1) r = R + (L-I1) r
S-R = (I1-I2)
W stanie wyważenia mostka różnica między rezystancjami S i R jest równa różnicy odległości między długościami l1 i l2 prowadnicy.
Stąd ten typ obwodu mostkowego jest również nazywany obwodem mostka z drutu przesuwnego Carey.
W praktyce, gdy mostek jest niezrównoważony, galwanometr jest połączony równolegle z niską rezystancją, co pozwala uniknąć spalenia obwodu. Most zastępczy Carey jest czuły, gdy pomiar ma być wykonany w punkcie zerowym. a znane i nieznane opory są porównywalne.
Kalibracja drutu ślizgowego
Aby uzyskać kalibrację prowadnicy, umieść rezystancje R lub S równolegle ze znanymi rezystancjami prowadnicy, jak pokazano na rysunku.
Przy kalibracji prowadnicy należy przyjąć, że S jest znanym oporem
S ’jest wartością rezystancji po połączeniu równoległym.
S-R = (I1-I2) r
S’-R = (I’1-I’2) r
(S-R) / (I1-I2) = (S’-R) / (I’1-I’2)
Aby uzyskać wartość R, aby rozwiązać powyższe równanie,
R = [S (I’1-i’2) - S (I1-I2)] / [(I’1-I’2-I1 + I2)]… .. Eq (3)
Stosując mostek Carey Foster, wartości oporów R i S można porównać i zmierzyć bezpośrednio w odniesieniu do długości. Rezystancje P, Q i styk ślizgowy są wyeliminowane.
Błędy podczas konstruowania obwodu mostka Careya i kalibracji drutu ślizgowego
Stały opór jest nadmierny, gdy krawędzie podłączonych przewodów, taśm miedzianych i końcówek oporowych nie są czyste.
Szczelne połączenie rezystancji ułamkowych może wywołać niekorzystny kontakt rezystancyjny, gdy prąd płynie przez prowadnicę przez dłuższy czas, a następnie drut może się nagrzać i uszkodzić.
Podczas przesuwania długości drutu może on być niejednorodny, a wymiar przekroju drutu można modyfikować.
Zalety
Plik zalety mostu zastępczego Carey są
- Złożoność obwodu mostkowego jest zredukowana, ponieważ nie ma potrzeby stosowania dodatkowego wyposażenia, z wyjątkiem drutu suwakowego i rezystancji.
- Może być stosowany jako mostek licznikowy, w którym długość prowadnicy można zwiększyć poprzez połączenie rezystancji szeregowo. W ten sposób zwiększa się dokładność obwodu mostka.
- Konstrukcja jest prosta i łatwa do zaprojektowania
- Elementy zastosowane w obwodzie nie są skomplikowane
Zastosowania Carey Foster Bridge
Zastosowania mostu opiekuńczego Carey są następujące
- Służy do obliczania wartości średnich rezystancji
- Służy do porównywania przybliżonych wartości równych rezystancji
- Służy do pomiaru wartości rezystancji właściwej prowadnicy. > Stosowany w obwodach detektorów światła.
- Służy do pomiaru intensywności światła, nacisku lub odkształcenia. Ponieważ jest to zmodyfikowana forma mostka Wheatstone'a
A więc o to chodzi przegląd mostu zastępczego Carey definicja obwodu, zasada, obwód, zalety, zastosowania i kalibracja prowadnicy. Oto pytanie do Ciebie „Jakie są wady mostu zastępczego Carey? „
