Che cos'è un ponte di impedenza?
Un moderno ponte di impedenza è un dispositivo utilizzato per misurare impedenza, capacità o induttanza. Il nonno del ponte dell'impedenza generalizzata è il ponte di Wheatstone, un circuito elettrico ideato da Samuel Christie nel 1833 e reso popolare circa dieci anni dopo da Sir Charles Wheatstone. I ponti di Wheatstone, con i loro caratteristici schemi circuitali a diamante, usano due resistori di impedenza fissi e un resistore variabile per misurare l'impedenza sconosciuta di un quarto resistore.
Il bridge Wheatstone è un dispositivo a corrente continua (DC). Un dispositivo moderno può essere commutato da CC a corrente alternata (CA) e viceversa. Sia il ponte di Wheatstone che il suo moderno discendente, il ponte di impedenza generalizzato, funzionano secondo lo stesso principio, che è il bilanciamento di un circuito elettrico. L'idea di base è che se un circuito contiene due resistori di valore noto, è possibile utilizzare un resistore variabile e un resistore di valore sconosciuto per determinare il valore del resistore sconosciuto e un dispositivo di misurazione noto come potenziometro viene utilizzato per accertare quando il la resistenza variabile ha raggiunto il punto di equilibrio per il circuito. In forma di equazione, R 1 / R 2 = R (u) / R var dove R 1 e R 2 sono resistori di valore noto, R (u) è la resistenza con impedenza sconosciuta e R var è la resistenza variabile con un display a mostra la sua impedenza in qualsiasi momento.
I ponti di impedenza moderni hanno diversi circuiti. È probabile che un circuito sia il circuito di prova originale, con una lettura in Ohm, noto anche come misuratore di Ohm. Altri circuiti possono includere diverse combinazioni di resistori, condensatori, bobine di induttanza e forse un generatore di segnale e una fonte di alimentazione. Con questi circuiti, il moderno ponte di impedenza può testare molti dispositivi e circuiti elettrici, da resistori e condensatori fino all'accordatura di un'antenna. I circuiti a corrente alternata sono un po 'più complicati dei circuiti a corrente continua poiché il circuito non si bilancerà fino a quando la fase della corrente alternata non sarà la stessa su entrambi i lati del ponte.
Un potenziale problema per i circuiti sensibili del ponte CA è che i condensatori tendono a "perdere" corrente. La corrente dispersa dalla perdita del condensatore genererà letture errate sul rivelatore o sul misuratore. Una soluzione al problema è aggiungere quello che è noto come un circuito di terra di Wagner. Il circuito di terra di Wagner è un partitore di tensione con messa a terra progettato per avere il rapporto di tensione e lo sfasamento su ciascun lato del ponte. Spesso è presente un interruttore a due posizioni per consentire all'utente di confermare che il circuito è stato impostato correttamente e quando il potenziometro registra lo zero in entrambe le posizioni dell'interruttore, viene garantita una lettura senza errori.