Viyenin Kəşikləri

Viyen köprüsü: Tətbiqləri və çətinliklər

Viyen köprüsü, AC şəbəkələrində əsas komponentdir və əsasən naməlum dəqiqliklərin dəyərini müəyyənləşdirmək üçün istifadə olunur. Bu, 100 Hz-dən 100 kHz-ə qədər olan dəqiqlikləri ölçməyə qadirdir və dəqiqlik səviyyəsi adətən 0.1%-dən 0.5%-ə qədər olur. Dəqiqliklərin ölçüləndirilməsinin tərəfindən bu köprü müxtəlif tətbiqlər tapır. Kapasitivlərin ölçülənməsində istifadə olunur, harmonik saxilətmə analizatorlarının əsas elementi kimi xidmət edir və yüksək dəqiqlikli (HF) osilliatorlarda inteqral hissədir.

Viyen köprüsünün biri də müəyyən xüsusiyyəti dəqiqliklərinə duyarlılığıdır. Bu dəqiqlik-duyarlılıq, ölçmə məqsədləri üçün faydalı olsa da, ciddi bir çətinlik yaradır. Köprü balans nöqtəsinə çatmaq mürəkkəb bir iş ola bilər. Bu çətinliyə səbəb olan əsas faktor, daxili təchizat voltajının təbiətidir. Praktiki hallarda, daxili təchizat voltajı nadir dəfələrdə saf sinusoidal formasıdır; onun yerinə, çox vaxt harmoniklər ehtiva edir. Bu harmoniklər Viyen köprüsünün balans şərtini pozda bilər, bu da yanlış ölçmələrə səbəb olur və ya köprüyü bərabərləşməyə gəlməz.

Bu problemi həll etmək üçün filtre köprü şəmasına daxil edilir. Bu filtre, sıfır detektoru ilə seriyada qoşulur. Girişi signalın istehsal olunan harmoniklərini filtrləyərək, filtre köprüyə çatan voltajın daha yaxşı bir sinusoidal formasına oxşamasını təmin edir. Bu, öz növbəsində, sabit bir balans nöqtəsinə çatmağı təmin edir və Viyen köprüsünü istifadə edərək aparılan ölçmələrin ümumi dəqiqliyini və inkişafını artırır.

Köprün Bərabərləşmə Vəziyyətinin Analizi

Köprü bərabərləşmə vəziyyətinə çatdıqda, B və C nöqtələrindəki elektrik potensialı bərabər olur, yəni V1 = V2 və V3 = V4. V3 voltajı, V3 = I1 R3 kimi ifadə olunur və V4 (burada V4 = I2 R4) də eyni dərəcədə eyni fazaya malikdir, bu da onların dalğalı formalarının tamamilə üst-üstə düşməsini təmin edir. Həmçinin, BD kolonu üzərindən axan I1 elektrik akımı, R4 üzərindən keçən I2 elektrik akımı, və I1 R3 və I2 R4 voltaj-akım münasibətləri hamısı eyni fazaya malikdir.

AC kolonu üzərindəki ümumi voltaj düşməsi iki komponentin cəmidir: R2 direktsiyası üzərindəki I2 R2 voltaj düşməsi və C2 kapasitivsi üzərindəki I2/ ωC2 kapasitiv voltaj düşməsi. Köprü bərabərləşmə vəziyyətində V1 və V2 voltajları hem dərəcədə, hem də fazada tamamilə uyğunlaşır.

V1 voltajının fazası, R1 kolonu üzərindəki IR R1 voltaj düşməsi ilə uyğunlaşır, bu da R1 direktsiyasının V1 ilə eyni fazada olduğunu göstərir. V1 və V3 və ya V2 və V4-nin fazor cəmi, köprü şəmasında olan elektrik bərabərləşməsini göstərir.

Bərabərləşmə vəziyyətində,

Həqiqi hissəni bərabərləşdirərkən,

Görkəmli hissəni müqayisə edərkən,

 ω = 2πf dəyərini əvəz edərək,

R1 və R2 direktsiyalarının sürüş düyməsi mexaniki olaraq bir-birinə birləşdirilib. Bu sayədə, R1 = R2 alınır.