„Schering Bridge“ yra elektros grandinė, naudojama elektros kabelio ir įrangos izoliacinėms savybėms matuoti. Tai kintamosios srovės tilto grandinė, kurią sukūrė Haraldas Ernstas Malmstenas Scheringas (1880 m. Lapkričio 25 d. - 1959 m. Balandžio 10 d.). Jis turi didžiausią pranašumą, kad subalansuota lygtis nepriklauso nuo dažnio. Pradiniai srovės tiltai yra kintamosios srovės tiltai, jie yra populiariausi, patogiausi, ryškiausi ar tiksliausi prietaisai, naudojami kintamosios srovės varžai, talpai ir induktyvumui matuoti. „Ac“ tiltai yra tokie patys kaip DC tiltai bet skirtumas tarp kintamosios srovės ir nuolatinės srovės tiltų yra maitinimo šaltinis.

Kas yra Scheringo tiltas?

Apibrėžimas: Scheringo tiltas yra viena iš kintamosios srovės tilto rūšių, naudojama matuoti nežinomą kondensatoriaus talpą, santykinį pralaidumą, sklaidos faktorių ir dielektrinius nuostolius. Aukšta įtampa šiame tiltelyje gaunama naudojant pakopinį transformatorių. Pagrindinis šio tilto tikslas yra rasti talpos vertę. Pagrindiniai prijungimui reikalingi aparatai yra treniruoklių rinkinys, dešimtmečio talpos dėžutė, multimetras, CRO ir pleistro akordai. Formulė, naudojama talpos vertei gauti, yra CX = C_du(R₄/ R₃).

Pagrindinė kintamosios srovės tilto grandinė

Kintamosios srovės tiltuose elektros linijos naudojamos kaip žadinimo šaltinis žemais dažniais, osciliatoriai yra naudojami kaip šaltinis atliekant aukšto dažnio matavimus. Osciliatoriaus dažnių diapazonas yra nuo 40 Hz iki 125 Hz. Kintamosios srovės tiltai ne tik matuoja varžą, talpą ir induktyvumą, bet ir matuoja galios koeficientą, laikymo koeficientą, o visi kintamosios srovės tiltai yra pagrįsti Wheatstone tiltu. Pagrindinė kintamosios srovės tilto schema parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

basic-ac-bridge-circuit

Pagrindinę kintamosios srovės tilto grandinės schemą sudaro Z1, Z2, Z3 ir Z4 keturios varžos, detektorius ir kintamosios įtampos šaltinis. Detektorius dedamas tarp taškų „b“ ir „d“ ir šis detektorius naudojamas tiltui subalansuoti. Kintamosios įtampos šaltinis yra tarp taškų „a“ ir „c“ ir jis tiekia energiją tilto tinklui. Taško „b“ potencialas yra toks pat kaip ir „d“. Kalbant apie amplitudę ir fazę, abu potencialūs taškai, tokie kaip b & d, yra vienodi. Tiek didumo, tiek fazės taškuose nuo „a“ iki „b“ įtampos kritimas yra lygus įtampos kritimo taškui nuo a iki d.

Kai kintamosios srovės tiltai naudojami matavimui esant žemiems dažniams, elektros tiekimo linija naudojama kaip maitinimo šaltinis, o kai matavimai atliekami aukštaisiais dažniais, tada elektros energijai tiekti naudojami elektroniniai osciliatoriai. Kaip maitinimo šaltinis naudojamas elektroninis osciliatorius, fiksuojami osciliatoriaus teikiami dažniai, o elektroninio osciliatoriaus išėjimo bangos formos yra sinusoidinio pobūdžio. Yra trijų tipų detektoriai, naudojami kintamosios srovės tiltuose: jie yra ausinės, vibraciniai galvanometrai ir derinamas stiprintuvas grandinės.

Yra skirtingi dažnių diapazonai ir tame bus naudojamas konkretus detektorius. Žemesnių ausinių dažnių diapazonas yra 250Hz, o aukštųjų dažnių diapazonas yra didesnis nei 3–4KHz. Vibracinio galvanometro dažnių diapazonas yra nuo 5Hz iki 1000Hz ir jautresnis žemiau 200Hz. Derinamos stiprintuvo grandinių dažnių diapazonas yra nuo 10Hz iki 100KHz.

Aukštos įtampos „Schering Bridge“ grandinės schema

Aukštos įtampos Scheringo tilto grandinės schema parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Tiltas susideda iš keturių šakų, pirmojoje rankoje yra dvi nežinomos talpos C1 ir C2, kurias turime rasti, o rezistorius R1 yra prijungtas, o antrojoje - kintama talpa C4 ir rezistoriai R3 ir R4. Tilto centre prijungtas „D“ detektorius.

“dažnio į įtampos keitiklio grandinę ”

aukštos įtampos Scheringo tiltas

Paveiksle „C1“ yra kondensatorius, kurio talpa turi būti išvystyta, „R1“ yra nuoseklioji varža, reiškianti nuostolius kondensatoriuje C1, C2 yra standartinis kondensatorius, „R3“ - neindukcinis atsparumas, „C4“. „yra kintamas kondensatorius, o„ R4 “yra kintamas neindukcinis atsparumas lygiagrečiai su kintamuoju kondensatoriumi„ C4 “.

Naudojant tilto pusiausvyros sąlygą, impedanso „Z1 ir Z2“ santykis yra lygus impedancijai „Z3 ir Z4“, jis išreiškiamas kaip

Z1 / Z2 = Z3 / Z4

Z1 * Z4 = Z3 * Z2 ………………… eq (1)

Kur SU_{1 =}R₁+ 1 / jwC₁SU_{2 =}1 / jwC_duSU_{3 =}R₃SU_{4 =}(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

Dabar pakeiskite impedansų Z1, Z2, Z3 ir Z4 reikšmes 1 lygtyje, gausite C1 ir R1 reikšmes.

(R₁+ 1 / jw C.₁) [(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)] = R₃(1 / jwC_du) ……… .. ekv. (2)

Supaprastinus impedanciją, Z4 gaus

SU_{4 =}(R₄+ 1 / jwC₄R₄) / (R₄- 1 / jwC₄R₄)

SU_{4 =}R₄/ jwC₄R₄…………… .ekv. (3)

Eq (3) pakaitalas eq (2) gaus

(R₁+ 1 / jw C.₁) (R₄/ jwC₄R₄) = R₃(1 / jwC_du)

(R₁R₄) + (R₄/ jw C.₁) = (R₃/ jwC_du) (1+ jwC₄R₄)

Supaprastinus aukščiau pateiktą lygtį gausime

(R₁R₄) + (R₄/ jw C.₁) = (R₃/ jwC_du) + (R₃* R₄C₄/ C_du) ………… ekv. (4)

Palyginkite tikras dalis R1 R4 ir R3 * R4C4 / 2 ekvivalente (4) gaus nežinomą atsparumo R1 vertę

“elektros apsaugos įtaisai yra sukurti automatiškai ”

R1 R4 = R3 * R4C4 / C2

R1 = R3 * C4 / C2 ………… ekv. (5)

Panašiai palyginkite įsivaizduojamas dalis R₄/ jw C.₁ir R₃/ jwC_dugaus nežinomą talpą C₁vertė

R₄/ jw C.₁= R₃/ jwC_du

R₄/ C₁= R₃/ C_du

C₁= (R₄/ R3) C_du………… ekv. (6)

(5) ir (6) lygtis yra nežinoma varža ir nežinoma talpa

Įdegio deltos matavimas naudojant „ScheringBridge“

Dielektrinis nuostolis

Efektyvi elektrinė medžiaga palaiko įvairų krūvio kiekį, kuo mažiau išsklaidant energiją šilumos pavidalu. Šie šilumos nuostoliai, faktiškai vadinami dielektriniais nuostoliais, yra būdingas dielektriniam energijos išsisklaidymui. Jis saugiai parametruojamas nuostolių kampo delta arba nuostolio liestinės įdegio delta atžvilgiu. Iš esmės yra dvi pagrindinės nuostolių formos, kurios gali išsklaidyti energiją izoliatoriuje, tai laidumo nuostoliai ir dielektriniai nuostoliai. Esant laidumo nuostoliams, krūvio srautas per medžiagą išsklaido energiją. Pavyzdžiui, nuotėkio srovės srautas per izoliatorių. Dielektrinis nuostolis paprastai būna didesnis medžiagose, turinčiose didelę dielektrinę konstantą

Ekvivalentinė dielektriko grandinė

Tarkime, kad bet kuri dielektrinė medžiaga, prijungta elektros grandinėje kaip dielektrikas tarp laidininkų, veikia kaip praktinis kondensatorius. Tokios sistemos elektrinis ekvivalentas gali būti suprojektuotas kaip tipinis vienkartinio elemento modelis, kuriame yra nuostolingas idealus kondensatorius, nuosekliai su atsparumu, žinomas kaip lygiavertis nuoseklus atsparumas arba ESR. ESR ypač rodo kondensatoriaus nuostolius, gero kondensatoriaus ESR vertė yra labai maža, o blogo kondensatoriaus atveju ESR vertė yra gana didelė.

Išsisklaidymo faktorius

Tai yra dielektriko energijos nuostolių greičio matas dėl dielektrinės medžiagos svyravimo dėl pritaikytos kintamosios srovės įtampos. Kokybės faktoriaus abipusis skaičius yra žinomas kaip išsklaidymo koeficientas, kuris išreiškiamas Q = 1 / D. Kondensatoriaus kokybė yra žinoma pagal išsklaidymo faktorių. Sklaidos koeficiento formulė yra

D = wR₄C₄

„Schering-bridge-phasor-diagrama“

Matematiniam aiškinimui pažiūrėkite į fazorinę diagramą, tai yra ESR ir talpos reaktyvumo santykis. Jis taip pat žinomas kaip nuostolio kampo liestinė ir paprastai išreiškiama kaip

Įdegio delta = ESR / X_C

Įdegio deltos testavimas

Įdegio delta bandymai atliekami apvijų ir kabelių izoliacijai. Šis bandymas naudojamas kabelio gedimui matuoti.

Tan Delta testavimo atlikimas

Norint atlikti įdegio deltos bandymą, pirmiausia reikia izoliuoti ir atjungti kabelių ar apvijų izoliaciją. Iš žemo dažnio maitinimo šaltinio bandymo įtampa taikoma ir reikalingi matavimai atliekami įdegio delta valdikliu, o iki vardinės kabelių įtampos bandymo įtampa didinama pakopomis. Pagal aukščiau pateiktą Scheringo tilto schemą galime apskaičiuoti įdegio delta vertę, kuri taip pat vadinama D (išsklaidymo faktorius). Įdegio delta išreiškiama

Įdegio delta = WC₁R₁= W * (C_duR₄/ R3) * (R₃C₄/ C_du) = WC₄R₄

Santykinio pralaidumo matavimas naudojant Scheringo tiltą

Žemas dielektrinės medžiagos pralaidumas matuojamas naudojant Scheringo tiltą. Lygiagretaus santykinio pralaidumo plokščių išdėstymas matematiškai išreiškiamas kaip

e_r₌C_sd / ε₀Į

Kur „Cs“ yra išmatuota talpos vertė, laikant bandinį dielektriku arba bandinio talpa, „d“ - tarpas tarp elektrodų, „A“ - efektyvusis elektrodų plotas, „d“ - bandinio storis, „t“ - tarpas tarp elektrodo ir bandinio „x“ reiškia elektrodo ir bandinio atskyrimo sumažėjimą, o ε0 yra laisvosios erdvės pralaidumas.

santykinio pralaidumo matavimas

Talpa tarp elektrodo ir bandinio matematiškai išreiškiama kaip

C = C_SC₀/ C_S+ C₀……… eq (a)

Kur C_S= ε_re₀A / d C₀= ε₀A / t

C pakaitalas_Sir C₀reikšmės (a) lygtyje gaus

C = (e_re₀A / d) (e₀A / t) / (e_re₀A / d) + (e₀A / t)

Matematinė išraiška mėginiui sumažinti yra parodyta žemiau

e_r= d / d - x

Tai yra santykinio pralaidumo matavimo Scheringo tiltu paaiškinimas.

funkcijos

Scheringo tilto bruožai yra

“procesoriaus valdymo blokas ”

Iš galimo stiprintuvo gaunamas aukštos įtampos maitinimas.
Tilto vibracijai galvanometras naudojamas kaip detektorius
Ab ir ad rankose yra aukštos įtampos kondensatoriai.
Rankos bc ir cd varža yra maža, o rankos ab ir ad impedancija yra didelė.
„C“ taškas paveiksle yra įžemintas.
Rankos „ab“ ir „ad“ varža išlaikoma aukšta.
„Ab“ ir „ad“ rankose galios nuostoliai yra labai nedideli, nes ab ir ad ginklų varža yra didelė.

Jungtys

Jungtys buvo suteiktos Scheringo tilto grandinės rinkiniui, kaip nurodyta toliau.

Prijunkite teigiamą įėjimo gnybtą prie teigiamo grandinės gnybto
Prijunkite neigiamą įėjimo gnybtą prie neigiamo grandinės gnybto
Nustatykite varžos vertę R3 į nulinę padėtį, o talpos vertę C3 - į nulinę padėtį
Nustatykite varžą R2 iki 1000 omų
Įjunkite maitinimo šaltinį
Po visų šių jungčių pamatysite nulinio detektoriaus rodmenis, dabar sureguliuokite dešimtmečio varžą R1, kad gautumėte mažiausią skaitmeninio nulinio detektoriaus rodmenį
Užrašykite varžos R1, R2 ir talpos C2 rodmenis ir apskaičiuokite nežinomo kondensatoriaus vertę pagal formulę
Pakartokite aukščiau nurodytus veiksmus, sureguliuodami atsparumo R2 vertę
Galiausiai pagal formulę apskaičiuokite talpą ir varžą. Tai yra Scheringo tilto darbo ir jungčių paaiškinimas

Atsargumo priemonės

Kai kurios atsargumo priemonės, kurių turėtume imtis, suteikiant jungtį su tiltu, yra

Įsitikinkite, kad įtampa neturėtų viršyti 5 voltų
Prieš įjungdami maitinimo šaltinį, tinkamai patikrinkite jungtis

Programos

Kai kurios Schering tilto naudojimo programos yra

Generatorių naudojami scheringo tiltai
Naudoja varikliai
Naudojamas namų pramoniniuose tinkluose ir kt

„Schering Bridge“ privalumai

Scheringo tilto privalumai yra

Palyginti su kitais tiltais, šio tilto kaina yra mažesnė
Nuo dažnio balanso lygtys yra laisvos
Esant žemai įtampai, jis gali išmatuoti mažus kondensatorius

Scheringo tilto trūkumai

Žemos įtampos „Schering“ tiltelyje yra keletas trūkumų, dėl šių trūkumų mažam talpos matavimui reikalingas aukšto dažnio ir įtampos „Schering“ tiltas.

DUK

1). Kas yra apverstas Scheringo tiltas?

Scheringo tiltas yra vienos rūšies kintamosios srovės tiltas, naudojamas kondensatorių talpai matuoti.

2). Kuris detektorius naudojamas kintamosios srovės tiltuose?

Kintamosios srovės tiltuose naudojamas detektorius yra subalansuotas detektorius.

3). Ką reiškia tilto grandinė?

Tiltinė grandinė yra vienos rūšies elektros grandinė, kurią sudaro dvi atšakos.

4). Kokiam matavimui naudojamas Scheringo tiltas?

Scheringo tiltas naudojamas kondensatorių talpai matuoti.

5). Kaip subalansuoti tilto grandinę?

Tilto grandinė turėtų būti subalansuota laikantis dviejų pusiausvyros sąlygų, ty jų dydžio ir fazinio kampo.

Šiame straipsnyje pateikiama apžvalga Scheringo tilto teorija Aptariami tilto grandinės pranašumai, pritaikymas, trūkumai, jungtys, santykinio pralaidumo matavimas, aukštos įtampos „Schering“ tilto grandinė, įdegio deltos matavimas ir kintamosios srovės tilto grandinės pagrindai. Štai jums klausimas, koks yra Scheringo tilto galios koeficientas?