પુલ માપન

બ્રિજ સર્કિટ - ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ (રેઝિસ્ટન્સ, રેક્ટિફાયર ડાયોડ્સ, વગેરે) ના તત્વોને જોડવા માટેની એક યોજના, જે સર્કિટના બે બિંદુઓ વચ્ચે બ્રિજ શાખાની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે જે વિદ્યુત ઊર્જાના સ્ત્રોત સાથે સીધી રીતે જોડાયેલ નથી. બ્રિજ સર્કિટ વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ સર્કિટ (ફિગ. 1) પર આધારિત છે.

બ્રિજ સર્કિટના સંચાલનનો સિદ્ધાંત એ હકીકત પર આધારિત છે કે જ્યારે પુલના હાથમાં અવરોધનો ગુણોત્તર За / Зб = ЗНС/Зд સમાન હોય છે ત્યારે પુલના કર્ણમાં કોઈ પ્રવાહ નથી (સૂચક ઉપકરણમાં) ). શૂન્ય સૂચકની સંવેદનશીલતા વધારીને, બ્રિજ સર્કિટમાં અવબાધ ગુણોત્તરની ખૂબ જ ચોક્કસ સમાનતા પ્રાપ્ત કરવી શક્ય છે. બ્રિજ માપન આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.

ચોખા. 1. બ્રિજ ડાયાગ્રામ (વ્હીટસ્ટોન બ્રિજ ડાયાગ્રામ)

બ્રિજ સર્કિટ માટે પાવર સપ્લાય ડીસી અથવા એસી સ્ત્રોતો હોઈ શકે છે. બ્રિજ બેલેન્સિંગ સપ્લાય વોલ્ટેજની વધઘટથી સંપૂર્ણપણે સ્વતંત્ર છે.

બ્રિજ માપ - ડાયરેક્ટ કરંટ (ડીસી રેઝિસ્ટન્સ, કરંટ) ના ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ અને વૈકલ્પિક પ્રવાહ (સક્રિય પ્રતિકાર, કેપેસીટન્સ, ઇન્ડક્ટન્સ, મ્યુચ્યુઅલ ઇન્ડક્ટન્સ, ફ્રીક્વન્સી, નુકસાનનો કોણ, ગુણવત્તા પરિબળ, વગેરે) ના પરિમાણોને માપવા માટેની પદ્ધતિઓ પુલ સાંકળો. સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને બિન-ઇલેક્ટ્રીક જથ્થાના વિદ્યુત માપન માટે પણ પુલ માપનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે - વિદ્યુત સર્કિટના કાર્યાત્મક રીતે સંબંધિત પરિમાણમાં માપેલા જથ્થાના મધ્યવર્તી કન્વર્ટર.

તુલનાત્મક ઉપકરણોની શ્રેણી સાથે જોડાયેલા માપન પુલ (બ્રિજ ઇન્સ્ટોલેશન) નો ઉપયોગ કરીને પુલ માપન હાથ ધરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, તેઓ ચોક્કસ વિદ્યુત સર્કિટના ઉપયોગ પર આધારિત છે જેમાં ઘણા જાણીતા અને એક અજાણ્યા (માપેલા) પ્રતિકારનો સમાવેશ થાય છે, જે એક સ્ત્રોત દ્વારા સંચાલિત હોય છે અને સૂચક ઉપકરણથી સજ્જ હોય ​​છે.

જાણીતા પ્રતિકારને બદલીને, આ સર્કિટને ચોક્કસ, નિર્દેશક દ્વારા સૂચવવામાં આવે ત્યાં સુધી ગોઠવવામાં આવે છે, સર્કિટના વ્યક્તિગત વિભાગોમાં વોલ્ટેજનું વિતરણ પહોંચી જાય છે. તે સ્પષ્ટ છે કે વોલ્ટેજનો આપેલ ગુણોત્તર પણ સર્કિટ પ્રતિકારના ચોક્કસ ગુણોત્તરને અનુલક્ષે છે, જેના દ્વારા જો અન્ય પ્રતિકાર જાણીતા હોય તો અજાણ્યા પ્રતિકારની ગણતરી કરવી શક્ય છે.

ઐતિહાસિક રીતે, બ્રિજ માપનનું પ્રથમ, સૌથી સરળ અને સૌથી સામાન્ય સંસ્કરણ ચાર હાથવાળા સંતુલિત પુલ દ્વારા સાકાર કરવામાં આવ્યું હતું, જે 4 રેઝિસ્ટર ("આર્મ" બ્રિજ) નું રિંગ સર્કિટ છે, જેમાં પાવર સપ્લાય અને પોઇન્ટર જોડાયેલા છે. ત્રાંસાથી વિરુદ્ધ શિરોબિંદુઓ, «પુલ» ના સ્વરૂપ હેઠળ (ફિગ. 2).

ચોખા. 2.

જો સ્થિતિ R1R3 = R2R4 પૂરી થાય છે (અનુક્રમે, Z1Z3 = Z2Z4 વૈકલ્પિક પ્રવાહ પર), તો બ્રિજ સર્કિટના આઉટપુટ પરનો વોલ્ટેજ (સપ્લાય વોલ્ટેજને ધ્યાનમાં લીધા વિના) શૂન્ય (Ucd = 0) છે, એટલે કે, પુલ " સંતુલિત «, જે શૂન્ય નિર્દેશક દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

R1R3 = R2R4 સ્થિતિને અનુરૂપ ડીસી બ્રિજની સ્થિર સ્થિતિ માત્ર એક ચલ પરિમાણને સમાયોજિત કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે અને તે પણ માત્ર એક અજાણ્યા પ્રતિકારને નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

જટિલ વૈકલ્પિક વર્તમાન સંતુલન સ્થિતિ Z1Z3 = Z2Z4 હાંસલ કરવા માટે, જે વિઘટન થાય છે જ્યારે પ્રતિકાર Z = R + jx ના જટિલ મૂલ્યોને બે સ્વતંત્ર પરિસ્થિતિઓમાં બદલવામાં આવે છે, ઓછામાં ઓછા બે ચલ પરિમાણોને સમાયોજિત કરવા આવશ્યક છે. આ કિસ્સામાં, જટિલ પ્રતિકારના બે ઘટકો એક સાથે નક્કી કરવાનું શક્ય છે (ઉદાહરણ તરીકે, L અને R અથવા L અને Q, C અને tgφ, વગેરે).

વિવિધ પ્રકારના ફોર-આર્મ એસી બ્રિજ રેઝોનન્ટ બ્રિજ છે... ફોર-આર્મ્સ ઉપરાંત, વધુ જટિલ બ્રિજ સ્કીમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - ડાયરેક્ટ કરંટ (ફિગ. 3) પર ડબલ બ્રિજ અને બહુવિધ આર્મ્સ (છ અથવા સાત હાથ) ​​- એકાંતરે વર્તમાન (ઉદાહરણ તરીકે, ફિગ. 4). આ સર્કિટ્સ માટે સંતુલન શરતો, અલબત્ત, ઉપર આપેલ કરતા અલગ છે.

ચોખા. 3.

ચોખા. 4.

પુલનો ઉપયોગ સંતુલિત અને અસંતુલિત બંને સ્થિતિમાં થઈ શકે છે. પછીના કિસ્સામાં, માપન પરિણામ બ્રિજ સર્કિટના આઉટપુટ પર સીધા વર્તમાન અથવા વોલ્ટેજથી પ્રતિકારને સમાયોજિત કર્યા વિના નક્કી કરવામાં આવે છે, જે માપેલા પ્રતિકાર અને સપ્લાય વોલ્ટેજના કાર્યો છે (બાદમાં સ્થિર હોવું આવશ્યક છે). આઉટપુટ ઉપકરણને માપેલા મૂલ્યમાં સીધું માપાંકિત કરવામાં આવે છે.

AC બ્રિજ માપનો વધુ બે મોડમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે: અર્ધ-સંતુલિત અને અર્ધ-સંતુલિત. બાદમાં એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે પરંપરાગત ચાર-આર્મ સર્કિટ (ફિગ. 2) લઘુત્તમ આઉટપુટ વોલ્ટેજ (સંપૂર્ણ સંતુલન, એટલે કે Ucd= 0, જેમાં બે પરિમાણોના સેટિંગની જરૂર હોય છે) ત્યાં સુધી માત્ર એક ચલ પરિમાણનો ઉપયોગ કરીને ગોઠવવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં તે અગમ્ય છે).

ન્યુનત્તમ વોલ્ટેજ Ucd સુધી પહોંચવાની ક્ષણ સર્કિટના આઉટપુટ પરના એક સરળ પોઇન્ટરથી સીધી અથવા વધુ ચોક્કસ રીતે - પરોક્ષ રીતે - ઉદાહરણ તરીકે, બ્રિજ સર્કિટના વોલ્ટેજ વેક્ટરના તબક્કા સંબંધોના આધારે નક્કી કરી શકાય છે. અર્ધ-સંતુલન.

બીજા કિસ્સામાં, પ્રાયોગિક અને સૂચક સાધનો અર્ધ-સંતુલિત મોડમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનો જેવા જ છે. માપેલા પ્રતિકારના ઘટકો નક્કી કરવામાં આવે છે: એક - અર્ધ-સંતુલનની ક્ષણે ચલ પરિમાણના મૂલ્યમાંથી, બીજું - પુલ આઉટપુટ વોલ્ટેજમાંથી. સપ્લાય વોલ્ટેજ સ્થિર હોવું આવશ્યક છે.

માપન પુલનું સંતુલન સીધા વ્યક્તિ દ્વારા (મેન્યુઅલ માર્ગદર્શન સાથેના પુલ) અને સ્વચાલિત ઉપકરણ (ઓટોમેટિક માપન પુલ) ની મદદથી બંને કરી શકાય છે.

બ્રિજ માપનો ઉપયોગ પ્રતિકાર મૂલ્યોને માપવા અને આપેલ નજીવા મૂલ્યમાંથી આ મૂલ્યોના વિચલનોને નિર્ધારિત કરવા બંને માટે થાય છે. તેઓ સૌથી સામાન્ય અને અદ્યતન માપન પદ્ધતિઓ પૈકી એક છે. શ્રેણી-ઉત્પાદિત પુલોમાં DC કરંટ માટે 0.02 થી 5 અને AC માટે 0.1 થી 5 સુધીના ચોકસાઈ વર્ગો હોય છે.