Vad är en impedansbro?
En modern impedansbrygga är en anordning som används för att mäta impedans, kapacitans eller induktans. Farfar till den generaliserade impedansbron är Wheatstone Bridge, en elektrisk krets som tänkte upp av Samuel Christie 1833 och populariserades cirka tio år senare av Sir Charles Wheatstone. Wheatstone broar, med sina karakteristiska diamantkretsdiagram, använder två fasta impedansmotstånd och ett variabelt motstånd för att mäta den okända impedansen för ett fjärde motstånd.
Wheatstone bridge är en likströmsenhet (DC). En modern enhet kan växlas från DC till växelström (AC) och tillbaka igen. Både Wheatstone-bron och dess moderna ättling, den generaliserade impedansbryggan, arbetar enligt samma princip, som är balanseringen av en elektrisk krets. Grundtanken är att om en krets innehåller två motstånd med känt värde, kan ett variabelt motstånd och ett motstånd med okänt värde användas för att bestämma värdet på det okända motståndet, och en mätanordning känd som en potentiometer används för att fastställa när det variabla motståndet har nått balanspunkten för kretsen. I ekvationsform är R1 / R2 = R (u) / R var där Ri och R2 är motstånd med känt värde, R (u) är motståndet med okänd impedans och R var är det variabla motståndet med en display till visa sin impedans när som helst.
Moderna impedansbroar har flera kretsar. En krets är sannolikt den ursprungliga testkretsen, med en avläsning i Ohms, även känd som en Ohm-mätare. Andra kretsar kan inkludera olika kombinationer av motstånd, kondensatorer, induktansspolar och kanske en signalgenerator och en kraftkälla. Med dessa kretsar kan den moderna impedansbryggan testa många elektriska apparater och kretsar, från motstånd och kondensatorer upp genom inställning av en antenn. AC-kretsar är lite svårare än DC-kretsar eftersom kretsen inte kommer att balansera förrän AC-fasen är densamma på båda sidor om bron.
Ett potentiellt problem för de känsliga AC-bryggkretsarna är att kondensatorer tenderar att "läcka" ström. Strömström från kondensatorläckage genererar felaktiga avläsningar vid detektorn eller mätaren. En lösning på problemet är att lägga till en så kallad Wagner jordkrets. Wagner jordkretsen är en jordad spänningsdelare utformad för att ha spänningsförhållandet och fasförskjutningen på varje sida av bron. Det finns ofta en tvåposition för att låta användaren bekräfta att kretsen är korrekt inställd, och när potentiometern registrerar noll i båda omkopplarlägena garanteras en felfri avläsning.