AC Bridge คืออะไร

คำนิยามของ AC Bridge
AC Bridge เป็นเครื่องมือทางไฟฟ้าที่พิเศษใช้สำหรับการวัดค่าทางไฟฟ้าที่ไม่ทราบค่า เช่น ความต้านทาน อินดักแตนซ์ และแคปซิแตนซ์ โดยมีชื่อเสียงในเรื่องความสะดวกและความแม่นยำ AC Bridge มีบทบาทสำคัญในหลายแอปพลิเคชันทางวิศวกรรมไฟฟ้า

โครงสร้างและการทำงานตามหลักการ
โครงสร้างของ AC Bridge ค่อนข้างง่าย มีสี่แขน แหล่งจ่ายไฟ AC และเครื่องตรวจจับสมดุล สี่แขนของสะพานโดยทั่วไปจะถูกกำหนดด้วยการรวมกันของตัวต้านทาน อินดักเตอร์ แคปซิเตอร์ หรือผสมผสานระหว่างคอมโพเนนต์เหล่านี้ แหล่งจ่ายไฟ AC จะให้กระแสสลับที่จำเป็นสำหรับวงจรสะพาน
การทำงานของ AC Bridge อาศัยหลักการของสมดุลความต้านทานไฟฟ้า เมื่อสะพานอยู่ในภาวะสมดุล อัตราส่วนของความต้านทานไฟฟ้าในสองคู่ของแขนตรงข้ามของสะพานจะเท่ากัน ภาวะสมดุลนี้ทำให้มีแรงดันศูนย์ที่เครื่องตรวจจับสมดุล ซึ่งมักเรียกว่า null detector โดยการวัดค่าของคอมโพเนนต์ที่ทราบในแขนสะพานและใช้ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานไฟฟ้าที่จุดสมดุล ค่าของความต้านทาน อินดักแตนซ์ หรือแคปซิแตนซ์ที่ไม่ทราบค่าสามารถถูกกำหนดได้อย่างแม่นยำ

สมการทั่วไปสำหรับ AC Bridge
AC Bridge ทั่วไปประกอบด้วยสี่แขน ในการกำหนดค่าที่พบบ่อย สองแขนประกอบด้วยความต้านทานที่ไม่มีอินดักแตนซ์ ในขณะที่สองแขนที่เหลือมีอินดักแตนซ์ที่มีความต้านทานน้อยมาก
เมื่อ AC Bridge อยู่ในภาวะสมดุล

การวิเคราะห์สมการสมดุลของ AC Bridge

ให้ l1 และ R1 แทนพารามิเตอร์ที่ไม่ทราบค่าที่ต้องการวัด ค่าเหล่านี้สามารถกำหนดได้จากค่าที่ทราบ  R2, R3, R4, และ L2 ผ่านการตรวจสอบสมการ (1) และ (2) สามารถสรุปข้อสังเกตที่สำคัญได้หลายประการ:

คุณลักษณะสำคัญของ AC Bridges

1. สมการสมดุลคู่: AC bridges ให้สมการสมดุลคู่เป็นผลมาจากโครงสร้างวงจร สมการเหล่านี้เป็นพื้นฐานในการทำงานและการวิเคราะห์สะพาน ให้ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับการวัด

2. การกำหนดพารามิเตอร์: ปริมาณไฟฟ้าที่ไม่ทราบค่า ซึ่งมักจะรวมถึงอินดักแตนซ์ แคปซิแตนซ์ และความต้านทาน สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการสมดุลเหล่านี้ โดยการแทนค่าที่ทราบลงในสมการ วิศวกรสามารถแก้สมการหาค่าที่ไม่ทราบได้อย่างแม่นยำ ทำให้วัดค่าคอมโพเนนต์ไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำ

3. อิสระจากการเปลี่ยนแปลงความถี่: คุณสมบัติที่สำคัญของสมการสมดุลที่ได้จาก AC bridges คือความไม่ขึ้นอยู่กับความถี่ของกระแสสลับที่นำไปใช้ คุณสมบัตินี้ทำให้การวัดมีความคงที่และเชื่อถือได้ในช่วงความถี่ที่กว้าง ทำให้ AC bridges เป็นเครื่องมือที่หลากหลายในวิศวกรรมไฟฟ้า

4. การใช้งานที่หลากหลาย: นอกเหนือจากการใช้งานหลักในการวัดคอมโพเนนต์ AC bridges ยังมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในสาขาอื่น ๆ พวกเขาเล่นบทบาทสำคัญในระบบสื่อสาร ช่วยในการประมวลผลสัญญาณและการจับคู่ความต้านทาน นอกจากนี้ยังเป็นส่วนสำคัญของวงจรไฟฟ้าที่ซับซ้อน ความสามารถในการวัดและวิเคราะห์พารามิเตอร์ไฟฟ้าของพวกเขาช่วยในการออกแบบ การปรับปรุง และการแก้ไขปัญหาของระบบเหล่านี้