Мост Кэри Фостер
Эта статья включает список литературы , связанную литературу или внешние ссылки , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты . ( январь 2013 г. ) |
В электронике мост Кэри Фостера представляет собой мостовую схему, используемую для измерения средних сопротивлений или для измерения небольших разностей между двумя большими сопротивлениями. Его изобрел Кэри Фостер как вариант моста Уитстона . Впервые он описал это в своей статье 1872 года «О модифицированной форме моста Уитстона и методах измерения малых сопротивлений» ( Telegraph Engineer's Journal , 1872–1873, 1, 196).
Использовать
[ редактировать ]На соседней диаграмме X и Y — сравниваемые сопротивления. P и Q имеют почти равные сопротивления, образуя вторую половину моста. Вдоль перемычки EF расположен жокей-контакт D, который скользит до тех пор, пока гальванометр G не покажет ноль. Области с толстыми границами представляют собой толстые медные шины с очень низким сопротивлением, чтобы ограничить влияние на измерения.
- Поместите известное сопротивление в положение Y.
- Поместите неизвестное сопротивление в положение X.
- Отрегулируйте контакт D вдоль перемычки EF так, чтобы обнулить показания гальванометра. Эта позиция (в процентах от расстояния от E до F) равна ℓ 1 .
- Поменяйте местами X и Y. Настройте D на новую нулевую точку. Эта позиция равна ℓ 2 .
- Если процентное сопротивление провода равно σ , то разность сопротивлений равна сопротивлению длины перемычки между ℓ 1 и ℓ 2 :
Чтобы измерить низкое неизвестное сопротивление X , замените Y медной шиной, сопротивление которой можно считать нулевым.
В практическом использовании при неуравновешенности моста гальванометр шунтируют с малым сопротивлением во избежание его перегорания. Он используется только при полной чувствительности, когда ожидаемый измерение близко к нулевой точке.
Чтобы измерить σ
[ редактировать ]Чтобы измерить единичное сопротивление перемычки EF, укажите известное сопротивление (например, стандартное сопротивление 1 Ом), которое меньше, чем сопротивление провода, в качестве X, а медную шину с предполагаемым нулевым сопротивлением в качестве Y.
Теория
[ редактировать ]Два сравниваемых сопротивления, X и Y, соединены последовательно с перемычкой. Таким образом, если рассматривать мост Уитстона, два сопротивления равны X плюс длина провода моста и Y плюс оставшийся провод моста. Два оставшихся плеча представляют собой почти равные сопротивления P и Q, соединенные во внутренних зазорах моста.
Пусть ℓ 1 будет нулевой точкой D на перемычке EF в процентах. α — неизвестное левостороннее дополнительное сопротивление EX, β — неизвестное правостороннее добавочное сопротивление FY, а σ — сопротивление на процент длины перемычки:
и прибавляем по 1 к каждой стороне:
- (уравнение 1)
Теперь поменяйте местами X и Y. ℓ 2 — это новое значение нулевой точки в процентах:
и прибавляем по 1 к каждой стороне:
- (уравнение 2)
Уравнения 1 и 2 имеют одинаковую левую часть и одинаковый числитель в правой части, что означает, что знаменатель в правой части также должен быть равен:
Таким образом: разница между X и Y — это сопротивление перемычки между ℓ 1 и ℓ 2 .
Мост наиболее чувствителен, когда P, Q, X и Y имеют сравнимую величину.
Ссылки
[ редактировать ]- А. Х. Файсон (1919). «Примечания к некрологу: .... Джордж Кэри Фостер, 1835–1919; ...» J. Chem. соц., пер . 115 : 412–427. дои : 10.1039/CT9191500408 .