Hva er en impedansebro?
En moderne impedansebro er en enhet som brukes til å måle impedans, kapasitans eller induktans. Bestefaren til den generaliserte impedansebroen er Wheatstone Bridge, en elektrisk krets som ble utviklet av Samuel Christie i 1833 og popularisert noen ti år senere av Sir Charles Wheatstone. Wheatstone broer, med sine karakteristiske diamantkretsdiagrammer, bruker to faste impedansmotstander og en variabel motstand for å måle den ukjente impedansen til en fjerde motstand.
Wheatstone bridge er en likestrøm (DC) enhet. En moderne enhet kan byttes fra DC til vekselstrøm (AC) og tilbake igjen. Både Wheatstone-broen og dens moderne etterkommer, den generaliserte impedansebroen, fungerer etter samme prinsipp, som er balansering av en elektrisk krets. Den grunnleggende ideen er at hvis en krets inneholder to motstander med kjent verdi, kan en variabel motstand og en motstand med ukjent verdi brukes til å bestemme verdien av den ukjente motstanden, og en måleenhet kjent som et potensiometer brukes til å fastslå når variabel motstand har nådd balansepunktet for kretsen. I ligningsform er R1 / R2 = R (u) / R var der R1 og R2 er motstander av kjent verdi, R (u) er motstanden med ukjent impedans og R var den variable motstanden med en skjerm til vis impedansen når som helst.
Moderne impedansebroer har flere kretsløp. En krets er sannsynligvis den originale testkretsen, med en avlesning i Ohms, også kjent som en Ohm-måler. Andre kretsløp kan inkludere forskjellige kombinasjoner av motstander, kondensatorer, induktansspoler og kanskje en signalgenerator og en strømkilde. Med disse kretsløpene kan den moderne impedansebroen teste mange elektriske apparater og kretsløp, fra motstander og kondensatorer opp gjennom innstilling av en antenne. AC-kretser er litt vanskeligere enn DC-kretser fordi kretsen ikke balanserer før AC-fasen er den samme på begge sider av broen.
Et potensielt problem for de sensitive AC-brokretsene er at kondensatorer har en tendens til å "lekkasje" strøm. Strømsstrøm fra kondensatorlekkasje vil generere feil målinger på detektoren eller måleren. En løsning på problemet er å legge til det som er kjent som en Wagner jordkrets. Wagner jordkrets er en jordet spenningsdel som er designet for å ha spenningsforholdet og faseforskyvningen som hver side av broen. Ofte er det en toposisjonsbryter for å la brukeren bekrefte at kretsen er riktig innstilt, og når potensiometeret registrerer null i begge bryterposisjonene, garanteres en feilfri avlesning.