感應耦合比例臂電橋

感應耦合比例臂電橋

用感應分壓器或電流比較儀作為比例臂的交流電橋。採用前者稱做變壓器電橋(圖1),採用後者稱做電流比較儀式電感應耦合比例臂電橋。

簡介

感應分壓器電流比較儀作為比例臂的交流電橋。採用前者稱做變壓器電橋(圖1),採用後者稱做電流比較儀式電

感應耦合比例臂電橋感應耦合比例臂電橋

橋(圖2)。感應耦合比例臂電橋線路於1928年由A.D.布盧姆萊因提出。因當時有關感應耦合比例臂電橋的理論和技術還不成熟,而在經典交流電橋中,用電阻、電容電感標準元件可組成任意的複數比值,使用靈活,其準確度與測量範圍已能滿足當時科學技術對測量的要求。所以,感應耦合比例臂電橋沒有得到套用和發展。20世紀50年代中期,由於計算電容器的出現,要求提供能以很高準確度比較皮法數量級的電容器,感應耦合比例臂的固有特點(如高準確度的電壓比值和電流比值,高輸入、低輸出阻抗等)提供了這種可能性,從而使這種電橋的理論和實踐得到飛躍地發展,到80年代中期日趨成熟。
 

原理

最早出現的感應耦合比例臂電橋是採用單鐵心、兩繞組的變壓器(即單盤感應分壓器)電橋(圖1a),多用於比較中、低阻抗。其工作原理是:檢測儀表指零時,被測阻抗ZX與標準阻抗Zs的阻抗比等於二者的電壓降之比,而電壓降之比又等於匝數比WX/Wc。圖1b是三繞組式變壓器電橋,多用於比較高阻抗。圖2是電流比較儀式電橋,它實際是將圖1b中的電源和檢測儀表的位置相互調換而成,是變壓器電橋的共軛電路。採用感應耦合臂雙直角電橋(圖3),感應耦合比例臂電橋可比較異類阻抗,如比較電容與電阻。圖中由Cq和Cq組成的90°移相電路提供相互垂直的兩個直角電壓,當兩個直角橋同時平衡時,可消去由於相互垂直的兩個直角電壓非理想所引起的誤差。
 

特點和套用  

感應耦合比例臂電橋具有比例準確度高(可高於經典交流電橋幾個數量級)、穩定度好、受寄生泄漏和環境的影響

感應耦合比例臂電橋感應耦合比例臂電橋

小、線路靈敏度高、測量範圍寬、調節簡便等特點。多鐵心的多級感應耦合比例臂電橋,其比例值可高達106∶1,誤差低於10-8,對電容的量限可自皮法至法,使用頻率進入聲頻範圍(電橋的使用頻率影響電橋結構和對鐵心材料的選用)。但因感應耦合比例臂電橋只能提供實數比例,所以,在一般情況下僅用於比較同性質的電參數,如電容與電容、電感與電感等。當用於比較電容與電感時,需引入頻率因子;用於比較電阻與電容時,要採用雙直角橋路。

套用

80年代中期,高準確度(誤差小於0.01%)的交流測量儀器多已採用感應耦合比例臂電橋,主要用於精密測量交流電路元

感應耦合比例臂電橋感應耦合比例臂電橋

件的電參數及其變化量。隨著電子技術的發展和微計算機的普及套用,感應耦合比例臂電橋的性能進一步提高。但感應耦合比例臂電橋的某些功能,也被在新技術上發展起來的新型電橋如有源電橋數字電橋等所取代。

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