In elektronischen Schaltungen spielt eine Brückenschaltung eine Schlüsselrolle bei Laborberechnungen zur Implementierung verschiedener elektronischer Anwendungen. Basierend auf dem Design und der Konstruktion der Brückenschaltung gibt es verschiedene Arten von Brückenschaltungen wie die von Wheatstone, Maxwell , Kelvin, Wein, Carey-Pflegebrücke usw. Zur Berechnung der Widerstandswerte wird die Carey-Pflegebrückenschaltung verwendet, die von Carey Foster im Jahr 1872 erfunden wurde. Dieser Artikel enthält eine detaillierte Analyse der Carey-Pflegebrücke, des Schaltungsprinzips und ihrer Funktionsweise.
Was ist Carey Foster Bridge?
Die Brückenschaltung, die mittlere Widerstände berechnen oder die beiden großen / gleichen vergleichen und messen kann Widerstand Werte mit kleinen Abweichungen werden als Carey-Pflegebrücke bezeichnet. Es ist die modifizierte Form der Wheatstone-Brückenschaltung. Es wird auch als Verfahren für kleine Widerstände bezeichnet.
Carey Foster Bridge-Prinzip
Das Carey-Foster-Bridge-Prinzip ist einfach und dem Wheatstone-Bridge-Arbeitsprinzip ähnlich. Es funktioniert nach dem Prinzip der Nullerkennung. Das heißt, die Verhältnisse der Widerstände sind gleich und das Galvanometer zeichnet Null auf, wenn kein Strom fließt.
Wie wir wissen, ist die Brückenschaltung ausgeglichen, wenn kein Strom durch die fließt Galvanometer . In einem unsymmetrischen Zustand fließt der Strom durch das Galvanometer und der Messwert wird durch Beobachtung der Auslenkung aufgezeichnet.
Das Carey Foster Bridge Schaltplan wird unten gezeigt. Es gibt zwei Einheiten in der Schaltung
- Brückeneinheit
- Testeinheit
Carey Foster Bridge Circuit
Die Testeinheit enthält die Netzteil , Galvanometer und variable Widerstände, die gemessen werden sollen. Die Gleichstromversorgung wird angelegt, um die Probleme der Batterieentladung in Bezug auf die Zeit zu beseitigen. Es zeigt also keine Auswirkungen auf die Ausgabe.
Aus der Figur ist die Brückenschaltung mit P-, Q-, R- und S-Widerständen aufgebaut. P und Q sind die bekannten Widerstände, die zum Vergleich verwendet werden. R und S sind unbekannte zu messende Widerstände. Der Gleitdraht mit der Länge L wird wie in der Abbildung gezeigt zwischen die Widerstände R und S gelegt. Um die Verhältnisse der Widerstände P / Q und R / S auszugleichen / äquivalent zu machen, können die Werte von P und Q eingestellt werden. Schieben Sie den Kontakt des Gleitdrahtes auf das Widerstandsverhältnis.
Betrachten Sie I1 als den Abstand von der linken Seite, wo die Brücke ausgeglichen ist. Vertauschen Sie die Widerstände R und S, während die Brücke ausgeglichen wird, indem Sie den Kontakt mit einem Abstand von I2 verschieben.
Der Schalter dient zum Vertauschen der Widerstände R und S während des Testens. Das Galvanometer zeichnet Null auf, wenn die Brücke ausgewuchtet ist. Die erste Brückenbilanzgleichung lautet:
P / Q = (R + I1r) / [(S + (L + I1) r]]
Wobei r = Widerstand / Längeneinheit des Gleitdrahtes.
Vertauschen Sie nun die Widerstände R und S. Dann ist die ausgeglichene Gleichung für die Brückenschaltung gegeben als:
P / Q = (S + I2r) / [(R + (L-I2)]
Für die erste Gleichgewichtsgleichung erhalten wir:
P / Q + 1 = [(R + I1r + S + (L-I1) r] / [S + (L-I1) r] ... Gleichung (1)
P / Q = (R + S + I1r) / (S + (L-I1) r)
Wir erhalten eine zweite Brückenbilanzgleichung als
P / Q + 1 = [(S + I2r + R + (L-I1) r] / [R + (L-I2) r]… .. Gleichung (2)
P / Q + 1 = (S + R + Ir) / (R + (L-I2) r)
Aus den obigen Gleichungen (1) und (2)
S + (L-I1) r = R + (L-I1) r
S-R = (I1-I2)
Im Zustand der Brückenbalance ist die Differenz zwischen den Widerständen S und R gleich der Differenz des Abstands zwischen den Längen l1 und l2 des Gleitdrahtes.
Daher wird diese Art von Brückenschaltung auch als Carey-Foster-Gleitdrahtbrückenschaltung bezeichnet.
In der Praxis wird das Galvanometer bei unsymmetrischer Brücke parallel zum niedrigen Widerstand geschaltet, wodurch das Verbrennen des Stromkreises vermieden wird. Die Carey-Pflegebrücke ist empfindlich, wenn die Messung am Nullpunkt durchgeführt werden soll. und die bekannten und unbekannten Widerstände sind vergleichbar.
Kalibrierung des Gleitdrahtes
Um die Kalibrierung des Gleitdrahtes zu erreichen, platzieren Sie die Widerstände R oder S parallel zu den bekannten Widerständen des Gleitdrahtes, wie in der Abbildung gezeigt.
Betrachten Sie für die Kalibrierung des Gleitdrahtes S als den bekannten Widerstand
S ’ist der Widerstandswert bei Parallelschaltung.
S-R = (I1-I2) r
S'-R = (I’1-I’2) r
(S-R) / (I1-I2) = (S'-R) / (I’1-I’2)
Um den Wert von R zu erhalten, um die obige Gleichung zu lösen,
R = [S (I’1-i’2) - S (I1-I2)] / [(I’1-I’2-I1 + I2)]… .. Gleichung (3)
Mit der Carey-Pflegebrücke können die Werte der Widerstände R und S direkt bezüglich der Länge verglichen und gemessen werden. Die Widerstände P, Q und der Gleitkontakt werden eliminiert.
Fehler beim Aufbau des Carey Bridge-Schaltkreises und beim Kalibrieren des Gleitdrahtes
Der konstante Widerstand ist zu hoch, wenn die Kanten der angeschlossenen Drähte, Kupferstreifen und Widerstandsende nicht sauber sind.
Eine enge Verbindung von Teilwiderständen kann einen nachteiligen Widerstandskontakt entwickeln, wenn der Strom über einen längeren Zeitraum durch den Gleitdraht fließt. Dann kann sich der Draht erwärmen und beschädigt werden.
Während die Länge des Drahtes verschoben wird, kann sie ungleichmäßig sein und die Querschnittsabmessung des Drahtes kann geändert werden.
Vorteile
Das Vorteile der Carey Pflegebrücke sind
- Die Komplexität der Brückenschaltung wird verringert, da außer dem Gleitdraht und den Widerständen keine zusätzliche Ausrüstung erforderlich ist.
- Es kann als Messbrücke verwendet werden, bei der die Länge des Gleitdrahtes durch Reihenschaltung von Widerständen erhöht werden kann. Daher wird die Genauigkeit der Brückenschaltung erhöht.
- Die Konstruktion ist einfach und leicht zu entwerfen
- Die in der Schaltung verwendeten Komponenten sind nicht komplex
Anwendungen von Carey Foster Bridge
Die Anwendungen der Carey-Pflegebrücke sind wie folgt
- Es wird verwendet, um die Werte mittlerer Widerstände zu berechnen
- Es wird verwendet, um die ungefähren Werte gleicher Widerstände zu vergleichen
- Es wird verwendet, um den Wert des spezifischen Widerstands des Gleitdrahtes zu messen. > Wird in Lichtdetektorschaltungen verwendet.
- Wird verwendet, um die Intensität von Licht, Druck oder Dehnung zu messen. Da es sich um eine modifizierte Form der Wheatstone-Brücke handelt
Das ist also alles über eine Übersicht über Carey Foster Bridge Schaltungsdefinition, Prinzip, Schaltung, Vorteile, Anwendungen und Kalibrierung des Gleitdrahtes. Hier ist eine Frage an Sie: „Was sind die Nachteile der Carey-Pflegebrücke? „
