Viens broddur

Wien's Bridge: Notkun og Ágætisverkefni

Wien's bridge er mikilvægur hluti í AC rásir, aðallega notaður til að ákveða gildi óþekktra tíðni. Hann getur mælt tíðnir innan við skammtinn 100 Hz til 100 kHz, með nákvæmni sem venjulega fer frá 0,1% til 0,5%. Yfir og fyrir frekar mælingar á tíðni, finnst þessi brúðu við margar aðrar notkunartilfærslur. Hann er notaður til mælinga á kapasitansi, er aðalhlutur í harmónískri skekkju greiningar tæki og er grunnur í hágildistíðni (HF) svifbúnaði.

Eitt af markmiðum Wien's bridge er hans stöðugleiki við tíðni. Þessi stöðugleiki við tíðni, sem er útilokandi fyrir hans æskilegum mælingargildi, gerir einnig mikilvægar ágætisverkefni. Að ná í jafnvægi brúðunnar getur verið flókin verkefni. Mikil aðstoð til þessa erfða er náttúran af inntaksspjaldströmi. Í raunverulegu umhverfi er inntaksspjaldströminn sjaldan rennur sinuslaga form; hann inniheldur oft harmoníkur. Þessar harmoníkur geta hætt við jafnvægisstöðu Wien's bridge, sem leidir til ónákvæmra mælinga eða hindrar brúðuna að ná í jafnvægi.

Til að takast á við þessu máli, er síur sett í brúðurásina. Þessi síur er tengdur í röð við núllgervi. Með því að sía út óþarfara harmoníkur úr inntakssignali, hjálpar síur til að tryggja að spjaldströminn sem nálgast brúðuna kemur næst við rennandi sinuslaga form. Þetta, í sinnum, geymir að ná í örugglegt jafnvægi og bætir heildar nákvæmni og trausti mælinga sem gerðar eru með Wien's bridge.

Kynning á Jafnvægismiðstöð Brúðunnar

Þegar brúðan ná í jafnvægi, verða elektrísk orka í punktum B og C jöfn, þ.e. V1 = V2 og V3 = V4. Spjaldströminn V3, sem er skilgreindur sem V3 = I1 R3, og V4 (þar sem V4 = I2 R4) hafa ekki aðeins sama magn en sama fasu, sem leiðir til að þeirra vélmyndir samfalla fullkomlega. Auk þess, straumur I1 sem fer í arm BD, straumur I2 sem fer í gegnum R4, samt spjaldströmsmunarsamband I1 R3 og I2 R4, allir sýna í-fasu eiginleika.

Heildar spjaldströmsmuni yfir arm AC er summa tveggja atriða: spjaldströmsmuni I2 R2 yfir motstand R2 og kapasítans spjaldströmsmuni I2/ ωC2 yfir C2. Í jafnvægisstöðu brúðunnar passa spjaldströminn V1 og V2 nákvæmlega bæði í magni og fasu.

Fasu spjaldströmsmunar V1 er sömu og spjaldströmsmuni IR R1 yfir arm R1, sem bendir til að motstandur R1 sé í sömu fasu og V1. Samlagning af V1 og V3 eða V2 og V4 gefur samlagðan spjaldströmsmuni, sem myndar eldgangi jafnvægi innan brúðurásarinnar.

Í jafnvægisstöðu,

Vegna rauntölueinkenni,

Vegna samanburðar imagnareinkenni,

Með því að setja gildið af ω = 2πf,

Slydrin af motstand R1 og R2 tengjast hver öðrum mekanískt. Svo, R1 = R2 er náð.