Схема моста Owens и преимущества
У нас есть различные мостовые схемы для измерения индуктивности и, следовательно, коэффициента качества, такие как мост Хейса, который наиболее подходит для измерения коэффициента качества, превышающего 10, мост Максвелла, который наилучшим образом подходит для измерения среднего коэффициента качества в диапазоне от 1 до 10, и мост Андерсона, который может успешно использоваться для измерения индуктивности от нескольких микрогенри до нескольких генри. Так зачем же нужен мост Оуэна?.
Ответ на этот вопрос очень прост. Нам нужен мост, который может измерять индуктивность в широком диапазоне. Мостовая схема, которая может это сделать, называется мостом Оуэна.
Это AC-мост, как и мост Хейса и мост Максвелла, которые используют стандартный конденсатор, индуктивности и переменные резисторы, соединенные с источниками питания переменного тока. Давайте подробнее изучим мостовую схему Оуэна.
Теория моста Оуэна
Мостовая схема Оуэна представлена ниже.
Источник питания переменного тока подключен к точкам a и c. Ветвь ab содержит индуктивность с некоторым конечным сопротивлением, обозначим их r1 и l1. Ветвь bc состоит из чистого электрического сопротивления, обозначенного r3, как показано на рисунке, и несет ток i1 в точке баланса, который равен току, протекающему по ветви ab. Ветвь cd состоит из чистого конденсатора без электрического сопротивления. Ветвь ad имеет переменное сопротивление и переменный конденсатор, а детектор подключен между b и d. Как работает этот мост? Этот мост измеряет индуктивность в терминах емкости. Давайте выведем выражение для индуктивности этого моста.
Здесь l1 — неизвестная индуктивность, а c2 — стандартный переменный конденсатор.
В точке баланса, согласно теории AC-мостов, должно выполняться следующее соотношение:
Подставляя значения z1, z2, z3 в вышеуравнение, получаем:
Приравнивая и затем разделяя действительную и мнимую части, мы получаем выражения для l1 и r1, как указано ниже:
Теперь необходимо модифицировать схему, чтобы рассчитать приращение индуктивности. Ниже приведена модифицированная схема моста Оуэна:
Вольтметр с лампой подключен к резистору r3. Схема питается от источников постоянного и переменного тока параллельно. Индуктивность используется для защиты источника постоянного тока от высокого переменного тока, а конденсатор используется для блокировки постоянного тока, входящего в источник переменного тока. Амперметр подключен последовательно с батареей для измерения постоянной составляющей тока, в то время как переменная составляющая может быть измерена по показаниям вольтметра (который нечувствителен к постоянному току), подключенного к сопротивлению r3.
В точке баланса имеем, приращение индуктивности l1 = r2r3c4
также индуктивность
Следовательно, приращение проницаемости равно
N — количество витков, A — площадь пути потока, l — длина пути потока, l1 — приращение индуктивности.
Обозначим падения напряжения на ветвях ab, bc, cd и ad как e1, e3, e4 и e2 соответственно, как показано на рисунке выше. Это поможет нам лучше понять фазовую диаграмму.
Обычно выбирается наиболее запаздывающий ток (например, i1) в качестве опорного для построения фазовой диаграммы. Ток i2 перпендикулярен току i1, как показано, а падение напряжения на индуктивности l1 перпендикулярно i1, так как это индуктивное падение, в то время как падение напряжения на конденсаторе c2 перпендикулярно i2. В точке баланса e1 = e2, что показано на рисунке, теперь результат всех этих падений напряжения e1, e2, e3, e4 даст e.
Преимущества моста Оуэна
Выражение для индуктивности l
