Используя Schering Bridge, как вы найдете емкость?
Понимание моста Шеринга
Шеринговый мост - это тип контур моста переменного тока, используемый главным образом для измерения емкости, но его также можно использовать для определения диэлектрических потерь (коэффициент рассеивания) конденсаторов.
Компоненты:
* тестовый конденсатор (Cₓ): Конденсатор, которого вы хотите измерить.
* variable Стандартный конденсатор (CS): Известный, регулируемый конденсатор.
* резистор (r₁): Известный, фиксированный резистор.
* переменный резистор (r₂): Известный, регулируемый резистор.
* детектор (D): Устройство, которое обнаруживает присутствие сигнала переменного тока (обычно чувствительный вольтметр или осциллограф).
Принцип работы:
1. Уравновешивание моста: Мост сбалансирован, когда напряжение на детекторе равно нулю. Это происходит, когда импедансы ветвей моста находятся в определенном соотношении.
2. Коэффициент импеданса: В сбалансированном Шеринговом мосту в следующих отношениях сохраняется:
* (R₁ * cₓ) =(r₂ * cs)
3. Решение для неизвестной емкости: Поскольку все другие значения (R₁, R₂, CS) известны, вы можете решить для неизвестной емкости (Cₓ):
* Cₓ =(r₂ * cs) / r₁
Процедура для измерения емкости:
1. Подключите мост: Подключите компоненты Шерингового моста, как показано на диаграмме.
2. Примените напряжение переменного тока: Примените подходящее напряжение переменного тока (обычно несколько вольт) на мостовую цепь. Частота напряжения должна быть выбрана как в пределах эксплуатационного диапазона тестируемого конденсатора.
3. сбалансировать мост: Отрегулируйте значения R₂ и CS, пока детектор не покажет нулевое показания. Это указывает на то, что мост сбалансирован.
4. Прочитайте значения: Запишите значения R₁, R₂ и CS.
5. Рассчитайте емкость: Используйте формулу Cₓ =(r₂ * cs) / r₁ для расчета емкости неизвестного конденсатора (Cₓ).
Важные соображения:
* частота: Измеренное значение емкости будет зависеть от частоты приложенного напряжения переменного тока. Это связано с тем, что конденсаторы демонстрируют частотно-зависимое поведение, особенно на высоких частотах.
* Точность: Точность измерения емкости зависит от точности компонентов (R₁, R₂, CS) и чувствительности детектора.
* Диэлектрическая потеря: Шеринговый мост также может быть использован для измерения диэлектрических потерь (коэффициент рассеяния) конденсатора. Коэффициент рассеивания является мерой энергии, потерянной в диэлектрическом материале конденсатора.
Пример:
Допустим, у вас есть Schering Bridge со следующими компонентами:
* R₁ =1000 Ом
* R₂ =500 Ом
* CS =0,1 мкф
После балансировки моста вы обнаружите:
* R₂ =250 Ом
Используя формулу, вы можете рассчитать емкость:
* Cₓ =(250 Ом * 0,1 мкф) / 1000 Ом =0,025 мкФ
Заключение:
Шеринговый мост является ценным инструментом для измерения емкости, особенно в ситуациях, когда требуется высокая точность. Он обеспечивает простой и точный метод для определения емкости компонента.