Hvad er en impedansbro?
En moderne impedansbro er en enhed, der bruges til at måle impedans, kapacitans eller induktans. Bedstefar til den generaliserede impedansbro er Wheatstone-broen, et elektrisk kredsløb udtænkt af Samuel Christie i 1833 og populariseret nogle ti år senere af Sir Charles Wheatstone. Wheatstone broer med deres karakteristiske diamantkredsløbsdiagrammer bruger to faste impedansmodstande og en variabel modstand til at måle den ukendte impedans for en fjerde modstand.
Wheatstone-broen er en jævnstrøm (DC) enhed. En moderne enhed kan skiftes fra DC til vekselstrøm (AC) og tilbage igen. Både Wheatstone-broen og dens moderne efterkommer, den generaliserede impedansbro, fungerer efter det samme princip, som er afbalanceringen af et elektrisk kredsløb. Den grundlæggende idé er, at hvis et kredsløb indeholder to modstande med kendt værdi, kan en variabel modstand og en modstand med ukendt værdi bruges til at bestemme værdien af den ukendte modstand, og en måleindretning kendt som et potentiometer bruges til at konstatere, når variabel modstand har nået balancepunktet for kredsløbet. I ligningsform er R1 / R2 = R (u) / R var hvor R1 og R2 er modstande med kendt værdi, R (u) er modstanden med ukendt impedans, og R var den variable modstand med et display til Vis dens impedans på ethvert tidspunkt.
Moderne impedansbroer har adskillige kredsløb. Et kredsløb er sandsynligvis det originale testkredsløb med en udlæsning i Ohms, også kendt som en Ohm-meter. Andre kredsløb kan omfatte forskellige kombinationer af modstande, kondensatorer, induktansspoler og måske en signalgenerator og en strømkilde. Med disse kredsløb kan den moderne impedansbro teste mange elektriske apparater og kredsløb, fra modstande og kondensatorer op gennem tuning af en antenne. AC-kredsløb er lidt vanskeligere end DC-kredsløb, fordi kredsløbet ikke afbalanceres, før AC-fasen er den samme på begge sider af broen.
Et potentielt problem for de følsomme AC-brokredsløb er, at kondensatorer har en tendens til at 'lække' strøm. Strømsstrøm fra kondensatorlækage genererer forkerte aflæsninger på detektoren eller måleren. En løsning på problemet er at tilføje det, der er kendt som et Wagner-jordkredsløb. Wagner jordkredsløb er en jordet spændingsdelere designet til at have spændingsforholdet og faseskift som hver side af broen. Der er ofte en topositionskontakt, der giver brugeren mulighed for at bekræfte, at kredsløbet er indstillet korrekt, og når potentiometeret registrerer nul i begge switchpositioner, garanteres en fejlfri aflæsning.