สะพานความต้านทานคืออะไร

สะพานอิมพีแดนซ์สมัยใหม่เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดอิมพิแดนซ์, ความจุหรือการเหนี่ยวนำ ปู่ของสะพานอิมพีแดนซ์ทั่วไปคือสะพานวีทสโตนวงจรไฟฟ้าที่ซามูเอลคริสตี้คิดค้นในปี 1833 และเป็นที่นิยมในอีกสิบปีต่อมาโดยเซอร์ชาร์ลส์วีตสโตน สะพานวีทสโตนที่มีไดอะแกรมวงจรเพชรลักษณะเฉพาะของพวกเขาใช้ตัวต้านทานความต้านทานคงที่สองตัวและตัวต้านทานผันแปรเพื่อวัดความต้านทานที่ไม่รู้จักของตัวต้านทานตัวที่สี่

สะพาน Wheatstone เป็นอุปกรณ์กระแสตรง (DC) อุปกรณ์ที่ทันสมัยสามารถเปลี่ยนจาก DC เป็นกระแสสลับ (AC) และกลับมาอีกครั้ง ทั้งสะพานวีทสโตนและลูกหลานที่ทันสมัยสะพานอิมพีแดนซ์ทั่วไปทำงานบนหลักการเดียวกันซึ่งเป็นความสมดุลของวงจรไฟฟ้า แนวคิดพื้นฐานคือถ้าหากวงจรมีตัวต้านทานสองตัวที่มีค่าเป็นที่รู้จักตัวต้านทานแปรผันและตัวต้านทานที่ไม่ทราบค่าสามารถนำมาใช้เพื่อกำหนดค่าของตัวต้านทานที่ไม่รู้จักและอุปกรณ์วัดที่เรียกว่าโพเทนชิออมิเตอร์ ตัวต้านทานผันแปรได้ถึงจุดสมดุลสำหรับวงจร ในรูปแบบสมการ R 1 / R 2 = R (u) / R var โดยที่ R 1 และ R 2 เป็นตัวต้านทานของค่าที่รู้จัก R (u) เป็นตัวต้านทานที่มีอิมพีแดนซ์ที่ไม่รู้จักและ R var คือตัวต้านทานตัวแปรที่มีจอแสดงผล แสดงอิมพีแดนซ์ได้ทุกเวลา

สะพานอิมพิแดนซ์ที่ทันสมัยมีหลายวงจร วงจรหนึ่งมีแนวโน้มที่จะเป็นวงจรทดสอบดั้งเดิมโดยมีการอ่านค่าเป็นโอห์มหรือที่เรียกว่าเครื่องวัดโอห์ม วงจรอื่น ๆ อาจรวมถึงตัวต้านทานตัวเก็บประจุขดลวดเหนี่ยวนำที่แตกต่างกันและอาจเป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณและแหล่งพลังงาน ด้วยวงจรเหล่านี้สะพานอิมพีแดนซ์สมัยใหม่สามารถทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าและวงจรจำนวนมากได้ตั้งแต่ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุจนถึงการปรับแต่งเสาอากาศ วงจร AC นั้นมีความซับซ้อนกว่าวงจร DC เล็กน้อยเนื่องจากวงจรจะไม่สมดุลจนกว่าเฟสของ AC จะเหมือนกันทั้งสองด้านของสะพาน

ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นสำหรับวงจรสะพาน AC ที่ละเอียดอ่อนคือตัวเก็บประจุมีแนวโน้มที่จะ 'รั่วไหล' ในปัจจุบัน กระแสไฟฟ้ารั่วจากตัวเก็บประจุจะสร้างการอ่านที่ไม่ถูกต้องที่เครื่องตรวจจับหรือมิเตอร์ ทางออกของปัญหาคือการเพิ่มสิ่งที่เรียกว่าวงจรโลกของแว็กเนอร์ วงจรโลกของ Wagner เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่มีสายกราวด์ที่ออกแบบมาเพื่อให้มีอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าและการเปลี่ยนเฟสตามแต่ละด้านของสะพาน บ่อยครั้งที่สวิตช์ตำแหน่งสองตำแหน่งช่วยให้ผู้ใช้ยืนยันว่าวงจรได้รับการตั้งค่าอย่างเหมาะสมและเมื่อโพเทนชิออมิเตอร์ลงทะเบียนศูนย์ทั้งสองตำแหน่งสวิตช์จะรับประกันการอ่านที่ปราศจากข้อผิดพลาด