AC 측정 브리지 및 용도

AC 회로에서 브리지 회로는 측정 목적으로 사용됩니다. 이러한 체계를 통해 커패시터 및 인덕턴스의 값, 커패시터의 유전 손실 각도의 탄젠트 및 코일의 상호 인덕턴스를 결정할 수 있습니다.

AC 브리지 측정은 완전히 다른 방식이며 아래에서 설명합니다. 가장 인기 있는 것은 인덕턴스, 커패시턴스 및 유전 손실 탄젠트를 측정하는 프로세스에 기생 매개변수의 보상이 수반될 수 있는 4개의 암이 있는 균형 브리지입니다.

두 그룹의 AC 측정 브리지 회로는 특히 표현력이 뛰어납니다. 변압기 브리지(유도 결합 암 포함)와 용량성 브리지입니다. 용량성 브리지는 용량성 및 활성 요소가 암에 설치된 4개의 암이 있는 회로입니다. 변압기 브리지는 브리지에 전원을 공급하는 역할을 하는 두 개의 암에 변압기 2차 권선이 있는 것이 특징입니다.

용량성 회로의 경우 일정한 커패시턴스 및 가변(액티브) 저항과 일정한(액티브) 저항 및 가변 커패시턴스를 모두 포함할 수 있습니다. 정용량 브리지는 특수 등급의 가변 커패시터가 필요하지 않고 대신 충분한 저항(활성 저항) 공급이 있기 때문에 구축하기가 더 쉽습니다.

가변 저항 덕분에 브리지 회로는 무효 및 활성 전압 구성 요소와 관련하여 균형을 이룰 수 있습니다. 하나의 가변 저항은 커패시턴스 값에 따라 보정되고 다른 하나는 유전 손실 탄젠트 값에 따라 보정됩니다. 결과적으로 연구된 커패시터의 등가 직렬 회로가 얻어진다. 다음 평등은 교량의 평형 상태를 반영하며 허수 부분과 실제 부분을 동일하게 하면 원하는 수량의 값만 제공됩니다.

그러나 실제로 기생 매개변수는 항상 나타나며 이미 오디오 주파수에서 오류를 제공합니다. 기생 인덕턴스, 커패시턴스, 컨덕턴스가 이러한 오류의 원인이며 유전 손실 각도 측정의 정확도가 위협받고 있습니다. 이러한 요소의 영향을 줄이기 위한 조치는 첫 번째 저항의 비유도성 및 용량성 권선입니다. 그러나 실제로 이러한 영향을 적절하게 보상하는 것이 필요합니다.

따라서 기생 인덕턴스를 보상하기 위해 트리머 커패시터를 두 번째 저항과 병렬로 연결합니다. 또한 절연 부품과 변압기의 존재로 인해 기생 용량과 기생 저항이 발생하므로 변압기 자체를 이중으로 차폐할 필요가 있습니다.부품의 정전 용량 및 전도성의 영향을 줄이기 위해 불소 수지와 같은 고품질 유전체로 만들어집니다. 가청 주파수 발생기가 전원으로 적합합니다.

브리지에 사용되는 일정한 저항은 이점을 제공합니다. 가변 저항을 보정할 필요가 없습니다. 팔에는 일정한 저항, 일정한 축전기 및 가변 축전기만 있습니다. 그들의 능력의 측정은 직접적으로 가능합니다. 연구중인 커패시턴스는 단순히 단자에 연결한 후 가변 커패시터를 조정하여 브리지의 균형을 맞춥니다.접선의 스케일이 공식에서 직접 얻어지는 것을 볼 수 있는 공식에 따라 계산이 수행됩니다. 저항과 주파수가 변하지 않기 때문에 가변 커패시턴스:

유도적으로 연결된 암(변압기 브리지)이 있는 측정 브리지는 접선 및 커패시턴스 측면에서 더 높은 감도, 어쨌든 암에 병렬로 연결된 기생 컨덕턴스의 낮은 영향 등 여러 측면에서 용량성 브리지보다 우수합니다.

다중 섹션 변압기는 교량의 작동 범위(측정 규모)를 크게 확장할 수 있습니다. 몇 가지 일반적인 변압기 브리지 설계가 있지만 가장 인기 있는 것은 이중 변압기 브리지입니다.

체인은 회전 수를 열거하여 완전히 규제됩니다. 가변 커패시터 또는 가변 저항이 필요하지 않습니다. 이러한 방식으로 광범위한 다중 섹션 변압기로 미터를 생성할 수 있으며 최소한의 샘플 요소가 필요합니다.

여기에서 회로는 갈바닉 절연되어 있습니다. 즉, 기생 연결로 인한 간섭이 최소화되므로 연결 와이어가 비교적 길 수 있습니다. 브리지가 평형 상태일 때 다음 방정식이 유효합니다.

아시다시피 커패시터의 커패시턴스를 측정할 때 유전 손실 탄젠트 형태의 활성 손실이 전면에 나타납니다. 따라서이 매개 변수에 따라 커패시터는 세 그룹으로 나뉩니다 (이 주파수에서 등가 회로는 각각 다릅니다).

다음 비율은 AC 회로의 커패시터 임피던스와 직렬 및 병렬 등가 회로의 탄젠트를 반영합니다.

무손실 커패시터의 커패시턴스 측정은 두 개의 활성 암이 값의 비율로 측정 한계를 결정하고 샘플 커패시턴스가 가변적 인 다음 구성표에 따라 수행됩니다. 여기에서 측정 과정에서 저항의 비율이 선택되고 샘플 커패시턴스 값이 변경됩니다. 브리지 평형 표현은 다음과 같습니다.

저손실 커패시턴스 측정은 커패시터 교체 시퀀스 방식에 따라 수행되며 커패시턴스와 활성 저항을 변경하여 브리지의 균형을 유지하고 제로 표시기 눈금의 최소 판독 값에 도달합니다. 등식 조건은 다음 식을 제공합니다.

상당한 유전 손실이 있는 커패시터는 등가 회로에서 위의 체계에 따라 저항이 샘플과 병렬로 연결되어야 합니다. 탄젠트 공식은 다음과 같습니다.

따라서 브리지를 사용하면 pF 단위에서 수십 마이크로 패럿까지의 공칭 값과 높은 정확도(1에서 3 자릿수)로 실제 커패시터의 커패시턴스를 측정할 수 있습니다.

위에서 설명한 접근 방식을 사용하여 인덕턴스를 측정하면 정확한 가변 인덕턴스를 생성하는 것이 쉬운 작업이 아니기 때문에 반드시 인덕턴스가 아닌 커패시턴스와 비교할 수 있습니다. 따라서 그들은 인덕터 대신 샘플 정전 용량 등가 회로를 사용합니다. 평형 조건을 통해 저항과 인덕턴스를 찾을 수 있으며 결과는 다음 형식으로 작성됩니다.

Q 팩터도 찾을 수 있습니다.

물론 턴-투-턴 커패시턴스는 약간의 왜곡을 주지만 종종 무시할 수 있는 것으로 판명됩니다.