Carey Foster Bridge คืออะไรและใช้งานได้จริง

ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์วงจรบริดจ์มีบทบาทสำคัญในการคำนวณในห้องปฏิบัติการเพื่อใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ จากการออกแบบและสร้างวงจรบริดจ์มีวงจรบริดจ์ประเภทต่างๆเช่น Wheatstone’s Maxwell , เคลวิน, วีน, แครี่ฟอสเตอร์บริดจ์เป็นต้นในการคำนวณค่าความต้านทานวงจรแครี่ฟอสเตอร์บริดจ์ถูกใช้ซึ่งคิดค้นโดยแครี่ฟอสเตอร์ในปี พ.ศ. 2415 บทความนี้จะให้รายละเอียดการวิเคราะห์แครี่ฟอสเตอร์บริดจ์หลักการวงจรและการทำงาน

Carey Foster Bridge คืออะไร?

วงจรบริดจ์ที่สามารถคำนวณค่าความต้านทานปานกลางหรือเปรียบเทียบและวัดค่าขนาดใหญ่ / เท่ากันได้ ความต้านทาน ค่าที่มีรูปแบบเล็ก ๆ เรียกว่า Carey foster bridge เป็นรูปแบบของวงจรบริดจ์ของวีทสโตนที่ดัดแปลง เรียกอีกอย่างว่าวิธีการต้านทานขนาดเล็ก

หลักการ Carey Foster Bridge

หลักการ Carey foster bridge นั้นง่ายและคล้ายกับหลักการทำงานของ Wheatstone’s bridge มันทำงานบนหลักการของการตรวจจับโมฆะ นั่นหมายความว่าอัตราส่วนของความต้านทานจะเท่ากันและกัลวาโนมิเตอร์จะบันทึกค่าศูนย์เมื่อไม่มีการไหลของกระแส

ดังที่เราทราบวงจรบริดจ์จะสมดุลเมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน กัลวาโนมิเตอร์ . ในสภาวะที่ไม่สมดุลกระแสจะไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์และการอ่านจะถูกบันทึกโดยการสังเกตการโก่งตัว

แผนภาพวงจร Carey foster Bridge ดังแสดงด้านล่าง มีสองหน่วยในวงจร

• หน่วยสะพาน
• หน่วยทดสอบ

วงจร Carey Foster Bridge

หน่วยทดสอบประกอบด้วย แหล่งจ่ายไฟ , กัลวาโนมิเตอร์และความต้านทานตัวแปรที่จะวัด แหล่งจ่ายไฟ DC ถูกนำไปใช้เพื่อขจัดปัญหาการคายประจุแบตเตอรี่ที่เกี่ยวข้องกับเวลา ดังนั้นจึงไม่แสดงผลกระทบใด ๆ ต่อผลลัพธ์

จากรูปวงจรบริดจ์สร้างขึ้นด้วยความต้านทาน P, Q, R และ S P และ Q เป็นค่าความต้านทานที่ทราบซึ่งใช้ในการเปรียบเทียบ R และ S เป็นความต้านทานที่ไม่ทราบที่จะวัดได้ ลวดสไลด์ที่มีความยาว L วางอยู่ระหว่างความต้านทาน R และ S ดังแสดงในรูป ในการเกลี่ย / เทียบเท่าอัตราส่วนของความต้านทาน P / Q และ R / S สามารถปรับค่าของ P และ Q ได้ เลื่อนหน้าสัมผัสของลวดสไลด์ให้เท่ากับอัตราส่วนความต้านทาน

พิจารณา I1 คือระยะห่างจากด้านซ้ายที่สะพานสมดุล เปลี่ยนความต้านทาน R และ S ในขณะที่สะพานได้รับความสมดุลโดยการเลื่อนหน้าสัมผัสด้วยระยะทาง I2

สวิตช์นี้ใช้เพื่อแลกเปลี่ยนความต้านทาน R และ S ในขณะทดสอบ กัลวาโนมิเตอร์จะบันทึกเป็นศูนย์เมื่อสะพานสมดุล สมการสมดุลของสะพานแรกคือ

P / Q = (R + I1r) / [(S + (L + I1) r]

โดยที่ r = ความต้านทาน / ความยาวหน่วยของลวดสไลด์

ตอนนี้เปลี่ยนความต้านทาน R และ S จากนั้นสมการสมดุลสำหรับวงจรบริดจ์จะได้รับเป็น

P / Q = (S + I2r) / [(R + (L-I2)]

สำหรับสมการสมดุลแรกเราได้

P / Q + 1 = [(R + I1r + S + (L-I1) r] / [S + (L-I1) r] …… Eq (1)

P / Q = (R + S + I1r) / (S + (L-I1) r)

เราได้สมการสมดุลสะพานที่สองเป็น

P / Q + 1 = [(S + I2r + R + (L-I1) r] / [R + (L-I2) r] … .. Eq (2)

P / Q +1 = (S + R + Ir) / (R + (L-I2) r)

จากสมการข้างต้น (1) และ (2)

S + (L-I1) r = R + (L-I1) r

S-R = (I1-I2)

ที่สภาพสมดุลของสะพานความแตกต่างระหว่างความต้านทาน S และ R จะเท่ากับผลต่างของระยะห่างระหว่างความยาว l1 และ l2 ของลวดสไลด์

ดังนั้นวงจรบริดจ์ประเภทนี้จึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าวงจรสะพานลวดสไลด์แครี่อุปถัมภ์

ในทางปฏิบัติเมื่อสะพานไม่สมดุลกัลวาโนมิเตอร์จะเชื่อมต่อแบบขนานกับความต้านทานต่ำซึ่งจะหลีกเลี่ยงการเผาไหม้ของวงจร Carey foster bridge มีความละเอียดอ่อนซึ่งต้องทำการวัดที่จุดว่าง และความต้านทานที่รู้จักและไม่รู้จักนั้นเทียบเคียงได้

การสอบเทียบสไลด์ลวด

เพื่อให้บรรลุการสอบเทียบของสายสไลด์ให้วางความต้านทาน R หรือ S ขนานกับความต้านทานที่ทราบของสายสไลด์ดังแสดงในรูป

สำหรับการปรับเทียบสายสไลด์ให้พิจารณา S เป็นความต้านทานที่ทราบ

S เป็นค่าความต้านทานเมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน

S-R = (I1-I2) r

S’-R = (I’1-I’2) r

(S-R) / (I1-I2) = (S’-R) / (I’1-I’2)

เพื่อให้ได้ค่า R เพื่อแก้สมการข้างต้น

R = [S (I’1-i’2) - S (I1-I2)] / [(I’1-I’2-I1 + I2)] … .. Eq (3)

ด้วยการใช้ Carey foster bridge ค่าของความต้านทาน R และ S สามารถเปรียบเทียบและวัดได้โดยตรงเกี่ยวกับความยาว ความต้านทาน P, Q และหน้าสัมผัสสไลด์จะถูกตัดออก

ข้อผิดพลาดขณะสร้างวงจรแครี่บริดจ์และการปรับเทียบสไลด์ลวด

ความต้านทานคงที่มากเกินไปเมื่อขอบของสายไฟที่เชื่อมต่อแถบทองแดงและปลายความต้านทานไม่สะอาด

การเชื่อมต่อความต้านทานแบบเศษส่วนอย่างแน่นหนาสามารถทำให้เกิดการสัมผัสความต้านทานที่ไม่พึงประสงค์เมื่อกระแสไหลผ่านลวดสไลด์เป็นระยะเวลานานกว่านั้นลวดอาจร้อนขึ้นและได้รับความเสียหาย

ในขณะที่เลื่อนความยาวของเส้นลวดความยาวอาจไม่สม่ำเสมอและสามารถแก้ไขขนาดหน้าตัดของเส้นลวดได้

ข้อดี

ข้อดีของ Carey foster bridge คือ

• ความซับซ้อนของวงจรบริดจ์จะลดลงเนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติมยกเว้นสายสไลด์และความต้านทาน
• สามารถใช้เป็นสะพานมิเตอร์ซึ่งสามารถเพิ่มความยาวของสายสไลด์ได้โดยการเชื่อมต่อความต้านทานในอนุกรม ดังนั้นความแม่นยำของวงจรบริดจ์จึงเพิ่มขึ้น
• การก่อสร้างทำได้ง่ายและสะดวกในการออกแบบ
• ส่วนประกอบที่ใช้ในวงจรไม่ซับซ้อน

การใช้งาน Carey Foster Bridge

แอพพลิเคชั่นของ Carey foster bridge มีดังต่อไปนี้

• ใช้ในการคำนวณค่าของความต้านทานปานกลาง
• ใช้เพื่อเปรียบเทียบค่าโดยประมาณของความต้านทานที่เท่ากัน
• ใช้เพื่อวัดค่าของความต้านทานเฉพาะของสายสไลด์ > ใช้ในวงจรตรวจจับแสง
• ใช้ในการวัดความเข้มของแสงความดันหรือความเครียด เนื่องจากเป็นรูปแบบของสะพานวีทสโตนที่ดัดแปลง

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของ Carey foster bridge ความหมายของวงจรหลักการวงจรข้อดีการใช้งานและการสอบเทียบของสายสไลด์ นี่คือคำถามสำหรับคุณ“ Carey foster bridge มีข้อเสียอย่างไร? “