Carey Foster-bron
Inom elektronik är Carey Foster-bryggan en bryggkrets som används för att mäta medelstora motstånd, eller för att mäta små skillnader mellan två stora motstånd. Den uppfanns av Carey Foster som en variant på Wheatstone-bron . Han beskrev det först i sitt papper från 1872 "On a Modified Form of Wheatstone's Bridge, and Methods of Measuring Small Resistances" ( Telegraph Engineer's Journal , 1872–1873, 1, 196).
Använda sig av
I det intilliggande diagrammet är X och Y resistanser som ska jämföras. P och Q är nästan lika motstånd och bildar den andra halvan av bron. Brotråden EF har en jockeykontakt D placerad längs sig och skjuts tills galvanometern G mäter noll. De tjocka kantområdena är tjocka kopparskenor med mycket lågt motstånd, för att begränsa påverkan på mätningen.
- Placera ett känt motstånd i position Y.
- Placera det okända motståndet i position X.
- Justera kontakten D längs bryggtråden EF så att galvanometern nollställs. Denna position (som en procentandel av avståndet från E till F) är ℓ 1 .
- Byt X och Y. Justera D till den nya nollpunkten. Denna position är ℓ 2 .
- Om trådens resistans per procent är σ , så är motståndsskillnaden motståndet för längden på bryggtråden mellan ℓ 1 och ℓ 2 :
För att mäta ett lågt okänt motstånd X , byt ut Y mot en kopparskena som kan antas ha nollresistans.
Vid praktisk användning, när bron är obalanserad, shuntas galvanometern med ett lågt motstånd för att undvika att den bränns ut. Den används endast med full känslighet när den förväntade mätningen är nära nollpunkten.
För att mäta σ
För att mäta enhetsresistansen för bryggtråden EF, sätt ett känt motstånd (t.ex. ett standardmotstånd på 1 ohm) som är mindre än trådens som X, och en kopparskena med antaget nollresistans som Y.
Teori
Två resistanser som ska jämföras, X och Y, är kopplade i serie med bryggtråden. Sålunda, betraktad som en Wheatstone-bro, är de två motstånden X plus en längd av bryggtråd och Y plus den återstående bryggtråden. De två återstående armarna är de nästan lika stora motstånden P och Q, anslutna i brons inre springor.
Låt ℓ 1 vara nollpunkten D på bryggtråden EF i procent. α är det okända extra motståndet på vänster sida EX och β är det okända extra motståndet på höger sida FY, och σ är motståndet per procent längd av bryggtråden:
och lägg till 1 på varje sida:
- (ekvation 1)
Byt nu X och Y. ℓ 2 är den nya nollpunktsavläsningen i procent:
och lägg till 1 på varje sida:
- (ekvation 2)
Ekvationerna 1 och 2 har samma vänstra sida och samma täljare på höger sida, vilket betyder att nämnaren på höger sida också måste vara lika:
Alltså: skillnaden mellan X och Y är resistansen hos bryggtråden mellan ℓ 1 och ℓ 2 .
Bryggan är känsligast när P, Q, X och Y alla är av jämförbar storlek.
- AH Fison (1919). "Nekrologmeddelanden: .... George Carey Foster, 1835–1919; ..." J. Chem. Soc., Trans . 115 : 412-427. doi : 10.1039/CT9191500408 .