オーウェンズブリッジ回路とその利点

私たちは、インダクタを測定し、その品質係数を測定するために様々なブリッジを持っています。例えば、ヘイブリッジは品質係数が10以上の測定に非常に適しており、マクスウェルブリッジは品質係数が1から10の範囲の測定に非常に適しており、アンダーソンブリッジは数マイクロヘンリーから数ヘンリーまでのインダクタを測定するのに成功できます。では、なぜオーウェンブリッジが必要なのでしょうか。

この質問に対する答えは非常に簡単です。私たちは広い範囲でインダクタを測定できるブリッジが必要です。それを可能にするブリッジ回路はオーウェンブリッジとして知られています。

これは、標準キャパシタ、インダクタ、可変抵抗を使用してAC電源からの励起を行うACブリッジであり、ヘイブリッジやマクスウェルブリッジと同様です。それでは、オーウェンブリッジ回路について詳しく学んでみましょう。

オーウェンブリッジの理論

以下の図はオーウェンブリッジ回路です。

AC電源はa点とc点に接続されています。abアームには有限の抵抗を持つインダクタがあり、これをr1およびl1とします。bcアームには純粋な電気抵抗があり、図のようにr3と表示され、バランスポイントではi1の電流が流れ、これはabアームと同じです。
cdアームには電気抵抗がない純粋なキャパシタがあります。adアームには可変抵抗と可変キャパシタがあり、検出器はbとdの間に接続されています。では、このブリッジはどのように動作するのでしょうか？このブリッジはキャパシタンスによってインダクタを測定します。このブリッジのインダクタの式を導出してみましょう。

ここでl1は未知のインダクタンスであり、c2は可変標準キャパシタです。
バランスポイントでは、ACブリッジ理論に基づく関係が成立しなければなりません。

z1, z2, z3の値を上記の式に代入すると、

実部と虚部を分けてl1とr1の式を得ることができます：

次に、インダクタンスの増分値を計算するために回路を修正する必要があります。以下に示すのは修正されたオーウェンブリッジ回路です：

バルブボルトメータが抵抗r3の両端に配置されています。回路は並列にAC電源とDC電源から供給されます。インダクタはDC電源を高い交流電流から保護し、キャパシタは直流がAC電源に入らないようにブロックします。アマメータはバッテリーと直列に接続されてDC成分の電流を測定し、AC成分は抵抗r3の両端に接続されたボルトメータ（DCには反応しない）の読み取りから測定することができます。
バランスポイントでは、インダクタンスの増分l1 = r2r3c4
また、インダクタンス

したがって、増分透過率は

Nは巻線数、Aは磁束パスの面積、lは磁束パスの長さ、l1は増分インダクタンスです。
ab、bc、cd、adアームの電圧降下をそれぞれe1、e3、e4、e2とします。これにより、位相差図を理解するのが容易になります。

一般的に最も遅延している電流（つまりi1）を基準にして位相差図を描きます。電流i2は電流i1に対して垂直であり、インダクタl1の電圧降下もi1に対して垂直です。キャパシタc2の電圧降下はi2に対して垂直です。バランスポイントではe1 = e2となり、これらすべての電圧降下e1、e2、e3、e4の結果がeとなります。

オーウェンブリッジの利点

1. 上で導出したインダクタンスl1の式は非常に単純で、周波数成分に依存しません。

2. このブリッジは広い範囲での