Kelvini silmikring | Kelvini topelt-silmikring
Enne kui tutvustame Kelvin silmikut, on väga oluline teada, miks vajalik on see silmik, kuigi meil on Wheatstone silmik, mis suudab täpselt mõõta elektritundlikkust (tavaliselt täpsusega umbes 0,1%).
Et mõista Kelvin silmiku vajalikkust, peame esmalt tunnistama kolme olulist viisi, kuidas luokitelda elektritundlikkust:
Kõrge tundlikkus: Tundlikkus, mis on suurem kui 0,1 megaohm.
Keskmine tundlikkus: Tundlikkus, mis jääb vahemikku 1 ohm kuni 0,1 megaohm.
Madal tundlikkus: Selles kategoorias on tundlikkuse väärtus väiksem kui 1 ohm.
Nüüd selle luokitus logika seisneb selles, et kui soovime mõõta elektritundlikkust, peame kasutama erinevaid seadmeid erinevate kategooriate jaoks. See tähendab, et kui seade, mida kasutatakse kõrge tundlikkuse mõõtmiseks, annab kõrge täpsuse, võib see või ei anna sellist kõrget täpsust madala tundlikkuse väärtuse mõõtmisel.
Seega peame oma mõistlust kasutama, et hinnata, millist seadet kasutada kindla elektritundlikkuse väärtuse mõõtmiseks. Siiski on olemas ka muud meetodid, nagu ampermetri-voltmetri meetod, asendamismeetod jne, kuid need annavad suurema vea võrreldes silmikumeetodiga ja neid vältitakse enamikus tööstusharudes.
Nüüd taaskord meenutame meie eelnevat luokitusi, kui liigume ülevalt alla, tundlikkuse väärtus väheneb, seega vajame täpsemat ja täpsemat seadet madala tundlikkuse väärtuse mõõtmiseks.
Üks Wheatstone silmiku peamistest puudustest on see, et kuigi see suudab mõõta tundlikkust mõnedest ohmitest mitmeteni megaohmni – see annab olulisi veid madalate tundlikkuste mõõtmisel.
Seega vajame Wheatstone silmiku enda muutmist, ja saadud muudetud silmik on Kelvin silmik, mis on sobiv mitte ainult madala tundlikkuse väärtuse mõõtmiseks, vaid tal on laia valikut rakendusi tööstuses.
Arutagem mõnda termi, mis on meile väga kasulikud Kelvin silmiku uurimisel.
Silmik :
Silmikud koosnevad tavaliselt neli kätega, tasakaalusseviijast ja allikast. Nad töötavad nullpunkti meetodi põhjal. Need on väga kasulikud praktilistes rakendustes, sest pole vaja, et mõõtur oleks täpselt lineaarne täpse skaala abil. Pole vaja mõõta pinget ega voolu, vaja on lihtsalt kontrollida, kas vool või ping on olemas või mitte. Siiski peab nullpunktide ajal mõõtur olema võimeline tuvastama piisavalt väikest voolu. Silmik defineeritakse kui pingejagajad paralleelselt ja nende jagajate vahe on meie väljund. See on väga kasulik komponentide mõõtmisel, nagu elektritundlikkus, kapatsiteet, induktor ja muud tsirkuitiparametrid. Iga silmiku täpsus on otse seotud silmiku komponentidega.
Nullpunkt:
Seda defineeritakse punktina, kus toimub nullmõõt, kui ampermetri või voltmetri näit on null.
Kelvin silmiku tsirkuit
Kui me oleme arutanud, et Kelvin silmik on muudetud Wheatstone silmik ja pakub kõrget täpsust, eriti madala tundlikkuse mõõtmisel. Nüüd peaks tekima küsimus, kus me vajame muudatust. Sellele küsimusele on väga lihtne vastus – see on juhtmete ja kontaktide osa, kuhu peame tegema muudatused, sest need põhjustavad neto tundlikkuse suurenemist.
Vaatame järgmist muudetud Wheatstone silmikut või Kelvin silmiku tsirkuiti:
Siin, t on juhtme tundlikkus.
C on tundmatu tundlikkus.
D on standardtundlikkus (mille väärtus on teada).
Märgistame kaks punkti j ja k. Kui galvanomeeter on ühendatud j punktiga, siis t lisatakse D-le, mis tulemuseks on liiga madal C väärtus. Nüüd ühendame galvanomeetri k punktiga, mis tulemuseks on kõrge tundmatu tundlikkuse C väärtus.
Ühendame galvanomeetri d punktiga, mis asub j ja k vahel nii, et d jagab t suhte t1 ja t2, nüüd järgmisest joonest näeme, et
Siis t1 ei põhjusta viga, saame kirjutada,
Ning järeldame, et t (juhtmete tundlikkus) ei mõjuta. Praktikas on see olukord võimatu, kuid see lihtne muudatus näitab, et galvanomeetri saab ühendada j ja k punktide vahel, et saada nullpunkt.
Kelvin topelt-silmik
Miks seda nimetatakse topelt-silmikuks? Sellepärast, et see sisaldab teist suhet kätepaari, nagu järgmisel joonisel:
Siin kasutatakse suhet käte p ja q, et ühendada galvanomeeter õigesse punkti j ja k vahel, et eemaldada juhtmete elektritundlikkuse t mõju. Tasakaalu korral on pingevahemik a ja b vahel (st E) võrdne F-ga (pingevahemik a ja c vahel)
Galvanomeetri nullnäituse korral, E = F
Me jõuame uuesti sama tulemuseni – t ei mõjuta. Siiski on võrrand (2) kasulik, kuna see annab vea, kui:
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
