브리지 측정

브리지 회로 - 전기 회로의 요소(저항, 정류기 다이오드 등)를 연결하는 방식으로, 전기 에너지원에 직접 연결되지 않은 회로의 두 지점 사이에 브리지 분기가 있음을 특징으로 합니다. 브리지 회로는 Wheatstone 브리지 회로를 기반으로 합니다(그림 1).

브리지 회로의 작동 원리는 브리지 암의 임피던스 비율이 За / Зб = ЗНС/Зд와 같을 때 브리지의 대각선에 전류가 없다는 사실에 기반합니다(표시기 장치에서) ). 제로 표시기의 감도를 높이면 브리지 회로에서 임피던스 비율의 매우 정확한 균등화를 달성할 수 있습니다. 브리지 측정은 이 원칙을 기반으로 합니다.

쌀. 1. 브리지 다이어그램(휘트스톤 브리지 다이어그램)

브리지 회로용 전원 공급 장치는 DC 또는 AC 소스일 수 있습니다. 브리지 밸런싱은 공급 전압 변동과 완전히 무관합니다.

브리지 측정 - 직류(DC 저항, 전류) 및 교류(활성 저항, 커패시턴스, 인덕턴스, 상호 인덕턴스, 주파수, 손실각, 품질 계수 등)의 전기 회로 매개변수를 측정하는 방법 브리지 체인. 브리지 측정은 또한 측정된 양을 전기 회로의 기능적으로 관련된 매개변수로 중간 변환기인 센서를 사용하여 비전기량의 전기적 측정에 널리 사용됩니다.

교량 측정은 비교 장치 범주에 속하는 측정 교량(교량 설비)을 사용하여 수행됩니다. 일반적으로 단일 소스에 의해 전원이 공급되고 표시 장치가 장착된 몇 개의 알려진 저항과 하나의 알려지지 않은(측정된) 저항으로 구성된 특정 전기 회로의 사용을 기반으로 합니다.

알려진 저항을 변경함으로써 이 회로는 포인터로 표시된 특정 회로의 개별 섹션에서 전압 분포에 도달할 때까지 조정됩니다. 주어진 전압 비율은 회로 저항의 명확한 비율과도 일치한다는 것은 명백하며, 다른 저항을 알고 있으면 미지의 저항을 계산할 수 있습니다.

역사적으로 브리지 측정의 첫 번째, 가장 단순하고 가장 일반적인 버전은 전원 공급 장치와 포인터가 연결된 4개의 저항기("암" 브리지)의 링 회로인 4개의 암이 있는 균형 브리지를 통해 실현되었습니다. «브리지»의 형태로 반대쪽 꼭지점에 대각선으로 연결합니다(그림 2).

쌀. 2.

조건 R1R3 = R2R4가 충족되면(각각 교류에서 Z1Z3 = Z2Z4) 브리지 회로의 출력 전압(공급 전압에 관계없이)은 0(Ucd = 0)입니다. 즉, 브리지는 " 균형 잡힌 «, 제로 포인터로 표시됩니다.

조건 R1R3 = R2R4에 해당하는 DC 브리지의 정상 상태는 하나의 변수 매개변수만 조정하여 달성할 수 있으며 또한 하나의 미지 저항만 결정할 수 있습니다.

저항 Z = R + jx의 복소수 값이 두 개의 독립적인 조건으로 대체될 때 분해되는 복합 교류 평형 상태 Z1Z3 = Z2Z4를 달성하기 위해서는 적어도 두 개의 가변 매개변수가 조정되어야 합니다. 이 경우 복합 저항의 두 가지 구성 요소(예: L 및 R 또는 L 및 Q, C 및 tgφ 등)를 동시에 결정할 수 있습니다.

다양한 4 암 AC 브리지는 공진 브리지... 4 암 외에도 더 복잡한 브리지 방식이 사용됩니다-직류의 이중 브리지 (그림 3) 및 다중 암 (6 또는 7 암)-교대로 전류(예: 그림 4) . 물론 이러한 회로의 평형 조건은 위에서 주어진 것과 다릅니다.

쌀. 삼.

쌀. 4.

브리지는 균형 및 불균형 모드에서 모두 사용할 수 있습니다. 후자의 경우 측정 결과는 측정된 저항과 공급 전압의 함수인 브리지 회로의 출력에서 ​​직접 전류 또는 전압에서 저항을 조정하지 않고 결정됩니다(후자는 안정적이어야 함). 출력 장치는 측정값에서 직접 보정됩니다.

AC 브리지 측정은 준 균형 및 반 균형의 두 가지 추가 모드에서 사용할 수 있습니다. 후자는 최소 출력 전압이 얻어질 때까지(완전 평형, 즉 Ucd=0, 두 매개변수의 설정이 필요한) 하나의 변수 매개변수만을 사용하여 기존의 4암 회로(그림 2)를 조정한다는 사실이 특징입니다. 이 경우 도달할 수 없습니다).

최소 전압 Ucd에 도달하는 순간은 회로 출력의 간단한 포인터에서 직접 결정하거나 더 정확하게는 예를 들어 순간에 발생하는 브리지 회로의 전압 벡터의 위상 관계를 기반으로 간접적으로 결정할 수 있습니다. 반평형.

두 번째 경우 실험 및 표시 장비는 준 균형 모드에서 사용되는 장비와 유사합니다. 측정된 저항의 구성요소는 다음과 같이 결정됩니다. 하나는 반평형 순간의 가변 매개변수 값에서, 다른 하나는 브리지 출력 전압에서 결정됩니다. 공급 전압이 안정화되어야 합니다.

측정 브리지의 균형 조정은 사람이 직접(수동 안내가 있는 브리지) 자동 장치(자동 측정 브리지)를 사용하여 수행할 수 있습니다.

브리지 측정은 저항 값을 측정하고 주어진 공칭 값에서 이러한 값의 편차를 결정하는 데 사용됩니다. 이들은 가장 일반적이고 진보된 측정 방법 중 하나입니다. 시리즈로 생산된 브리지는 DC 전류의 경우 0.02에서 5까지, AC의 경우 0.1에서 5까지의 정확도 등급을 갖습니다.