Owens Bridge Circuit и Преимущества

Имаме различни мостови схеми за измерване на индуктивност и така качествен фактор, като мостът на Хей е много подходящ за измерване на качествен фактор над 10, мостът на Максуел е много подходящ за измерване на среден качествен фактор в диапазон от 1 до 10, а мостът на Андерсън може успешно да се използва за измерване на индуктивности от няколко микроХенри до няколко Хенри. Така че защо ни е нужен мостът на Оуен?.

Отговорът на този въпрос е много лесен. Нуждаем се от мост, който може да измерва индуктивността в широк диапазон. Мостовата схема, която може да направи това, се нарича мост на Оуен.

Това е AC мост, както и мостовете на Хей и Максуел, които използват стандартен кондензатор, индуктори и променливи резистори свързани с AC източници за екситация. Да изучим мостовата схема на Оуен по-подробно.

Теория на моста на Оуен

Мостовата схема на Оуен е показана по-долу.

AC източникът е свързан в точки a и c. Ръкава ab има индуктор с някакво крайно съпротивление, нека ги обозначим с r1 и l1. Ръкава bc съдържа чиста електрическа съпротивност, обозначена с r3, както е показано на фигурата по-долу, и пренася тока i1 в точката на баланс, който е същият като тока, пренасян от ръкава ab.
Ръкава cd съдържа чист кондензатор без електрическо съпротивление. Ръкава ad има променлива съпротивност, както и променлив кондензатор, а детекторът е свързан между b и d. Как работи този мост? Този мост измерва индуктивността в термини на капацитет. Нека изведем израз за индуктивността за този мост.

Тук l1 е неизвестна индуктивност, а c2 е променлив стандартен кондензатор.
Сега в точката на баланс имаме връзката от теорията на AC мост, която трябва да е валидна, т.е.

Поставяйки стойностите на z1, z2, z3 в горния израз, получаваме,

Приравнявайки и разделяйки реалните и имагинерните части, получаваме изразите за l1 и r1 както е показано по-долу:

Сега, има нужда да модифицираме схемата, за да изчислим прираста на индуктивността. По-долу е показана модифицираната схема на моста на Оуен:

Валвов voltmeter е поставен през резистора r3. Схемата е подхранвана от AC и DC източници паралелно. Индукторът се използва за защита на DC източника от висок AC ток, а кондензаторът се използва за блокиране на DC тока от входа в AC източника. амперметърът е свързан в серия с батерията за измерване на DC компонентата на тока, докато AC компонентата може да се измери от четенето на волтметъра (който не е чувствителен към DC), свързан през резистор r3.
Сега в точката на баланс имаме, прираст на индуктивност l1 = r2r3c4
освен това индуктивността

Следователно прираста на проницаемостта е

N е броят на витките, A е площта на пътя на флюкс, l е дължината на пътя на флюкс, l1 е прираст на индуктивност.
Нека обозначим спада в ръкава ab, bc, cd и ad като e1, e3, e4 и e2 съответно, както е показано на фигурата по-горе. Това ще ни помогне да разберем добре диаграмата на фазорите.

Обикновено най-забавеният ток (т.е. i1) се избира като референция, за да се начертаят фазорите. Токът i2 е перпендикулярен на тока i1, както е показано, а спадът през индуктора l1 е перпендикулярен на i1, тъй като това е индуктивен спад, докато спадът през кондензатора c2 е перпендикулярен на i2. В точката на баланс e1 = e2, както е показано на фигурата, сега резултантата от всички тези напрежения e1, e2, e3