Hay's Bridge: ການເຮັດວຽກ, ສະພາບຄວາມສົມດຸນ ແລະ ການນໍາໃຊ້

Hay's Bridge ເປັນຂົວ AC ທີ່ໄວ້ໃຈໄດ້ເຊິ່ງໃຊ້ເພື່ອວັດແທກຄວາມອົດທົນແລະຄວາມຕ້ານທານຂອງໂຄ້ງສູງ Q ດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ດີຂຶ້ນ. ໂດຍໃຊ້ການປະສົມ RC ຊຸດ, ມັນລົດຜົນກະທົບຂອງຄວາມໄວແລະເຮັດໃຫ້ການຄິດໄລ່ງ່າຍຂຶ້ນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ Q ສູງ. ບົດຄວາມນີ້ອະທິບາຍຫຼັກການເຮັດວຽກ, ສະພາບຄວາມສົມດຸນ, ການກໍ່ສ້າງ ແລະ ການນໍາໃຊ້ຕົວຈິງ, ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ແຈ່ມແຈ້ງ ແລະ ລະອຽດກ່ຽວກັບວິທີທີ່ຂົວດໍາເນີນງານ.

ຄ1. Hay's Bridge ແມ່ນຫຍັງ?

ຄ2. ລັກສະນະເດັ່ນຂອງຂົວ Hay's Bridge

ຄ3. ຂັ້ນຕອນການກໍ່ສ້າງ ແລະ ການວັດແທກ

ຄ4. ທິດສະດີ, ສະພາບຄວາມດຸນດ່ຽງ ແລະ ການແປຄວາມຫມາຍ

ຄ5. ຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່ຂົວຂອງ Hay

ຄ6. Phasor Diagram of Hay's Bridge

ຄ7. Hay's Bridge vs Maxwell Bridge

ຄ8. ການນໍາໃຊ້ຂົວ Hay's Bridge

ຄ9. ແຫລ່ງ ຂອງ ຄວາມ ຜິດພາດ ໃນ ຂົວ ຂອງ ເຮຍ

ຄ10. ສະຫລຸບ

ຄ11. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

Hay's Bridge ແມ່ນຫຍັງ?

Hay's Bridge, ຍັງຂຽນອີກວ່າ Hays Bridge, ເປັນຫມວດຂົວ AC ທີ່ໃຊ້ເພື່ອວັດແທກຄວາມອົດທົນແລະຄວາມຕ້ານທານຂອງໂຄ້ງທີ່ມີປັດໄຈຄຸນນະພາບຫຼາຍກວ່າ 10. ມັນ ເປັນ ຮູບ ແບບ ທີ່ ຖືກ ດັດ ແປງ ຂອງ ຂົວ ແມ໊ກສະແວວ ທີ່ ອອກ ແບບ ເພື່ອ ວັດ ແທກ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ ຫລາຍ ກວ່າ ເກົ່າ. ໃນ ຂົວ ນີ້, ແຂນ ມາດຕະຖານ ມີ resistor ແລະ capacitor ທີ່ ຕິດ ຕໍ່ ກັນ ເປັນ series. ການຈັດຕຽມນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນການວັດແທກ ແລະ ເຮັດໃຫ້ການວິເຄາະງ່າຍຂຶ້ນເມື່ອຈັດການກັບ coils ທີ່ມີປັດໄຈຄຸນນະພາບໃຫຍ່.

ລັກສະນະເດັ່ນຂອງຂົວ Hay's Bridge

• ເຮັດວຽກດ້ວຍກະແສໄຟຟ້າ, ເຮັດໃຫ້ເຫມາະສົມສໍາລັບການວິເຄາະ AC

• ກໍານົດທັງຄວາມອົດທົນ (L₁) ແລະ ຄວາມຕ້ານທານ (R₁) ຂອງໂຄ້ງ

• ອະນຸຍາດໃຫ້ຄິດໄລ່ປັດໄຈຄຸນນະພາບ (Q)

• ໃຊ້ເງື່ອນໄຂຄວາມສົມດຸນແບບງ່າຍໆພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ Q ສູງ

• ໃຫ້ຄວາມຮູ້ສຶກທີ່ດີໃນຈຸດ null

ຂັ້ນຕອນການກໍ່ສ້າງ ແລະ ການວັດແທກ

Hay's Bridge ປະກອບ ດ້ວຍ ສີ່ ແຂນ:

• ແຂນເບື້ອງຫນຶ່ງບັນຈຸຊຸດ inductor L1in ທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກພ້ອມກັບຄວາມຕ້ານທານ R1

• ແຂນກົງກັນຂ້າມມີຕົວປະກອບມາດຕະຖານ C4in series ທີ່ມີຕົວຕ້ານທານ R4

• ສອງແຂນທີ່ເຫຼືອມີຕົວຕ້ານທານທີ່ບໍ່ເປັນຕົວຕ້ານທານ R2 ແລະ R3

ເຄື່ອງ ຈັບ null ຖືກ ຕິດ ຕໍ່ ລະ ຫວ່າງ ຈຸດ ຕິດ ຕໍ່ ຂອງ ຂົວ, ແລະ ມີ ການ ນໍາ ໃຊ້ AC ຂອງ frequency ທີ່ ຮູ້ ຈັກ.

ຂັ້ນຕອນການວັດແທກ

• ເຊື່ອມຕໍ່ສ່ວນປະກອບທັງຫມົດໃນແຂນຂອງເຂົາເຈົ້າ

• ໃຊ້ອຸປະກອນ AC ທີ່ຫມັ້ນຄົງ

• ປັບ R4 ຫລື C4 ຈົນ ກວ່າ detector ບໍ່ ມີ ການ ຕອບ ຮັບ

• ບັນທຶກຄ່າຂອງ R2, R3, R4 ແລະ C4

ໃນກະແສ detector zero, ຂົວຈະສົມດຸນ, ແລະ ສາມາດຄິດໄລ່ inductance ແລະ resistance ທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກໄດ້.

ທິດສະດີ, ເງື່ອນໄຂຄວາມສົມດຸນ ແລະ ການແປຄວາມຫມາຍການປະຕິບັດ

ສະພາບຄວາມສົມດຸນທົ່ວໄປຂອງຂົວ AC ແມ່ນ:

Z1/Z2=Z3/Z4 ຫຼື Z1*Z4=Z2*Z3

ບ່ອນ ໃດ:

• L1= ບໍ່ຮູ້ຈັກ inductance

• R1 = ຄວາມຕ້ານທານຂອງຄວຽນ

• R2,R3,R4= ຄວາມຕ້ານທານທີ່ຮູ້ຈັກ

• C4= capacitor ມາດຕະຖານ

ໂດຍການແຍກສ່ວນຈິງແລະຈິນຕະນາການ, ຈະໄດ້ການສະແດງສໍາລັບ inductance ແລະ resistance.

ປັດໄຈຄຸນນະພາບແມ່ນ:

Q=(ω*L1)/R1

ສໍາລັບ coils Q10 ສູງ, inductance ງ່າຍຂຶ້ນເປັນ:

L1≈R2R3C4

ຮູບແບບທີ່ງ່າຍໆນີ້ລົດອິດທິພົນຂອງຄວາມໄວແລະເຮັດໃຫ້ການຄິດໄລ່ງ່າຍຂຶ້ນ.

ໃນຄວາມສົມດຸນ, ຜົນກະທົບ inductive ຂອງ coil ທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກແມ່ນສົມທຽບກັບຜົນກະທົບ capacitive ຂອງສາຂາມາດຕະຖານ. ຜົນກໍຄື ບໍ່ມີກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານເຄື່ອງຈັບ. ນີ້ ຫມາຍ ຄວາມ ວ່າ ຂົວ ໄດ້ ມາ ເຖິງ ສະພາບ ການ ປຽບທຽບ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ. ເວົ້າງ່າຍໆ, Hay's Bridge ບໍ່ໄດ້ວັດແທກ inductance ໂດຍກົງ. ແທນ ທີ່, ມັນ ປຽບທຽບ coil ທີ່ ບໍ່ ຮູ້ຈັກ ກັບ ສ່ວນ ປະກອບ ທີ່ ຮູ້ຈັກ ກັນ ຈົນ ກວ່າ ທັງ ສອງ ເບື້ອງ ຂອງ ຂົວ ຈະ ປະພຶດ ແບບ ດຽວ ກັນ.

ຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່ຂົວຂອງ Hay

ໃຫ້:

R2=2 kΩ,R3=5 kΩ,C4=0.01 μF

ສໍາລັບ coil high-Q:

L1≈R2R3C4

ປ່ຽນຄ່າ:

R2=2000 Ω,R3=5000 Ω,C4=0.01×10−6 F

ການຄິດໄລ່:

L1=2000×5000×0.01×10−6

L1=0.1 H

ຜົນ:

L1=0.1 H

Phasor Diagram of Hay's Bridge

ແຜນ phasor ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງแรงดันແລະກະແສ:

• ໃນສາຂາ capacitor, ກະແສໄຟຟ້ານໍາພາ

• ໃນສາຂາ inductive, ກະແສໄຟຟ້າຊັກຊ້າ

• Voltage ຂ້າມ resistors ຢູ່ໃນ phase ກັບກະແສ

• capacitor ແລະ inductor voltages ແມ່ນຕັ້ງຊື່ກັບแรงดันຕ້ານທານ

ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໄລຍະເຫຼົ່ານີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ສ່ວນປະກອບທີ່ມີປະຕິກິລິຍາຍົກເລີກໃນຄວາມສົມດຸນ. ຜົນກໍຄື ມີແຕ່ຜົນກະທົບທີ່ຕ້ານທານເທົ່ານັ້ນທີ່ຍັງເຫຼືອຢູ່, ຊຶ່ງເປັນສາເຫດທີ່ຂົວສາມາດກໍານົດຄຸນຄ່າທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

Hay's Bridge vs Maxwell Bridge

ການນໍາໃຊ້ຂົວ Hay's Bridge

• ວັດແທກຄວາມອັດສະຈັນແລະຄວາມຕ້ານທານຂອງໂຄ້ງສູງ Q ດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງທີ່ດີ

• ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫມວດວິທະຍຸແລະຫມວດສື່ສານທີ່ຕ້ອງການຄ່າ coil ທີ່ແນ່ນອນ

• ໃຊ້ໃນການວັດແທກໃນຫ້ອງທົດລອງເພື່ອການວິເຄາະຢ່າງຖືກຕ້ອງຂອງສ່ວນປະກອບທີ່ອັດຕະໂນມັດ

• ໃຊ້ໃນການທົດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງ inductors ເພື່ອກວດສອບຄຸນຄ່າທີ່ອອກແບບ

• ຊ່ວຍໃນການປະເມີນຕົວເລກຂອງເຄື່ອງປ່ຽນແປງ, ລວມທັງຄຸນລັກສະນະຂອງລົມ

• ເຫມາະ ສົມ ສໍາລັບ ສະພາບ ການ ທີ່ ມີ ເລື້ອຍໆ ສູງ ບ່ອນ ທີ່ ຕ້ອງການ ການ ວັດ ແທກ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ເຊື່ອ ຖື ໄດ້

• ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນການທົດລອງ, ການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການສຶກສາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຫມວດຂົວ AC

ແຫລ່ງ ຂອງ ຄວາມ ຜິດ ພາດ ໃນ ຂົວ ຂອງ ເຮຍ

ການສະຫລຸບ

Hay's Bridge ຈັດ ຫາ ວິທີ ທີ່ ຫມັ້ນຄົງ ແລະ ຖືກຕ້ອງ ສໍາລັບ ການ ວັດ ແທກ inductors high-Q ໂດຍ ຄວາມ ສົມ ດຸນ ຂອງ ຜົນ ສະທ້ອນ ຂອງ inductive ແລະ capacitive. ສົມມຸດທີ່ງ່າຍໆ, ຄວາມຮູ້ສຶກທີ່ດີ ແລະ ເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເລື້ອຍໆເຮັດໃຫ້ມັນເປັນເຄື່ອງມືວັດແທກທີ່ມີຄຸນຄ່າ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການເລືອກສ່ວນປະກອບທີ່ເຫມາະສົມ ແລະ ສະພາບທີ່ຫມັ້ນຄົງເປັນສິ່ງສໍາຄັນເພື່ອຫລຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດ ແລະ ຮັກສາຄວາມຖືກຕ້ອງໃນລະຫວ່າງການນໍາໃຊ້ຕົວຈິງ.

ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

ເຈົ້າຈະເລືອກຄ່າ capacitor ໃນ Hay's Bridge ແນວໃດ?

ຄວນ ເລືອກ capacitor ເພື່ອ ວ່າ ຂົວ ຈະ ສາມາດ ບັນລຸ ຄວາມ ສົມ ດຸນ ໃນ ຂອບ ເຂດ ຂອງ ຄ່າ resistor ທີ່ ໃຊ້ ການ ໄດ້. ສໍາ ລັບ coils ທີ່ ມີ Q ສູງ, capacitance ພໍ ສົມ ຄວນ ຈະ ຖືກ ເລືອກ ເພື່ອ ໃຫ້ ການ ຄິດ ໄລ່ ງ່າຍ ແລະ ຮັກ ສາ ຄວາມ ຮູ້ ສຶກ ໄວ ໃນ ຈຸດ null.

ເປັນຫຍັງ Hay's Bridge ຈຶ່ງຖືກຕ້ອງກວ່າໃນຄວາມໄວສູງ?

ໃນລະດັບສູງ, coils high-Q ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງປະຕິກິລິຍາຫນ້ອຍລົງ. ແຂນ RC series ໃນ Hay's Bridge ຫລຸດຜ່ອນການເພິ່ງພາອາໄສ frequency, ອະນຸຍາດໃຫ້ສະພາບຄວາມສົມດຸນເພິ່ງພາອາໄສຄ່າຕ້ານທານ ແລະ capacitance ເປັນສ່ວນໃຫຍ່, ຊຶ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການວັດແທກ.

Hay's Bridge ສາມາດວັດແທກ inductors ທີ່ມີປັດໄຈຄຸນນະພາບຕໍ່າໄດ້ບໍ?

ບໍ່, ມັນບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບ inductors low-Q. ສໍາລັບຄ່າ Q ຕໍ່າຫຼືກາງ, ຂົວເຊັ່ນ Maxwell Bridge ເປັນທີ່ນິຍົມເພາະມັນໃຫ້ສະພາບຄວາມສົມດຸນທີ່ດີກວ່າ ແລະ ຜົນທີ່ໄວ້ໃຈໄດ້ຫຼາຍກວ່າ.

ເຄື່ອງຈັບຊະນິດໃດທີ່ໃຊ້ໃນຂົວ Hay?

ມີການໃຊ້ເຄື່ອງຈັບ null ທີ່ຮູ້ສຶກໄວເຊັ່ນ headphones, magnetic galvanometer ຫຼືເຄື່ອງຈັບເອເລັກໂຕຣນິກ. ມັນຕ້ອງສາມາດກວດສອບສັນຍານ AC ນ້ອຍໆເພື່ອລະບຸຈຸດດຸນດ່ຽງຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

ຄວາມອົດທົນຂອງສ່ວນປະກອບມີຜົນກະທົບແນວໃດຕໍ່ຜົນງານຂອງ Hay's Bridge?

ຄວາມອົດທົນຂອງສ່ວນປະກອບມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງ. ຄວາມຜິດພາດໃນ resistors ຫຼື capacitors ນໍາໄປສູ່ສະພາບຄວາມສົມດຸນທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ, ດັ່ງນັ້ນສ່ວນປະກອບທີ່ຖືກຕ້ອງທີ່ມີຄວາມອົດທົນຕໍ່າແລະຄຸນລັກສະນະທີ່ຫມັ້ນຄົງຈຶ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການວັດແທກທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້.