Πώς η Διπλή Γέφυρα Kelvin Μετράει τις Άκρως χαμηλές Αντιστάσεις

Η διπλή γέφυρα Kelvin είναι ένα όργανο ακρίβειας που σχεδιάστηκε για τη μέτρηση πολύ χαμηλών αντιστάσεων—κάτω στα miliohm—όπου η τυπική γέφυρα Wheatstone αποτυγχάνει λόγω των αντιστάσεων των αγωγών και των επαφών.

Γιατί Διπλή Γέφυρα;

Στη μέτρηση χαμηλής αντίστασης, η αντίσταση των συνδεσιμών αγωγών και επαφών γίνεται σημαντική σε σχέση με την άγνωστη αντίσταση. Η γέφυρα Kelvin προσθέτει ένα δεύτερο σύνολο βραχίων αναλογίας για να ακυρώσει αυτές τις παράσιτες αντιστάσεις.

Διάταξη Κυκλώματος

Η γέφυρα έχει δύο παράλληλους κλάδους:

• Κλάδος Α: Περιέχει την άγνωστη αντίσταση X σε σειρά με τις αντιστάσεις των αγωγών της.
• Κλάδος Β: Περιέχει μια τυπική αντίσταση Rₛ και μια μεταβλητή αντίσταση R.

Δύο πρόσθετοι βράχιοι αναλογίας (R₁, R₂ και R₁', R₂') συνδέουν τις συνδέσεις της άγνωστης και της τυπικής αντίστασης με έναν γαλβανόμετρο G.

Διαδικασία Ισορροπίας

1. Ρυθμίστε τη μεταβλητή αντίσταση R μέχρι ο γαλβανόμετρος να δείχνει μηδέν (συνθήκη null).
2. Στην ισορροπία, η διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο ενδιάμεσων συνδέσεων είναι μηδέν.
3. Η άγνωστη αντίσταση υπολογίζεται ως X = Rₛ × (R₂ / R₁), με την προϋπόθεση ότι οι βράχιοι αναλογίας ταιριάζουν (R₁/R₂ = R₁'/R₂').

Εφαρμογές

• Βαθμολόγηση shunt και τυπικών αντιστάσεων.
• Έλεγχος αντιστάσεως επαφών διακόπτων, ρελέ και συνδέσμων.
• Μέτρηση αντιστάσεως 모ταίνων μετασχηματιστών και κινητήρων.
• Έλεγχος ποιότητας στην ακριβή κατασκευή.

Η γέφυρα Kelvin παραμένει πυλώνας της ηλεκτρικής μετρολογίας, επιτρέποντας την ακριβή χαρακτηρισμό εξαρτημάτων όπου ακόμα και τα μικρο-ohm έχουν σημασία.