휘트스톤 측정 브리지 및 그 용도

가장 인기있는 것 중 하나 브리지 회로오늘날 측정 장비와 전기 실험실에서 여전히 사용되는 Wheatstone 측정 브리지는 일찍이 1843년에 이 저항 측정 방식을 제안한 영국 발명가 Charles Wheatstone의 이름을 따서 명명되었습니다.

Wheatstone 측정 브리지는 유사한 보상 측정 방법이 여기에서 사용되기 때문에 기본적으로 제약 빔 저울의 전기 아날로그입니다.

측정 브리지의 작동 원리는 병렬로 연결된 두 개의 저항 분기의 중간 단자 전위의 균등화를 기반으로 하며 각 분기에는 두 개의 저항이 있습니다. 분기 중 하나의 일부로 값을 알고 싶은 저항이 포함되고 다른 하나에는 조정 가능한 저항(가변 저항 또는 전위차계)이 있는 저항이 포함됩니다.

조정 가능한 저항의 저항 값을 부드럽게 변경함으로써 언급된 두 분기의 중간점 사이의 대각선에 포함된 검류계의 눈금에서 0 판독값을 얻습니다.검류계가 0을 읽는 조건에서 중간점의 전위는 동일하므로 원하는 저항을 쉽게 계산할 수 있습니다.

저항과 검류계 외에도 회로에 브리지에 대한 공급 장치가 있어야 한다는 것이 분명합니다. 그림에서는 갈바니 셀 E로 표시됩니다. 전류는 양극에서 음극으로 흐르고 저항에 반비례합니다.

브리지 암의 상부 및 하부 저항이 쌍으로 동일한 경우, 즉 암이 정확히 동일한 경우 연결 지점 사이의 전위차가 있으므로 전류가 대각선을 가로질러 나타날 이유가 없습니다. 검류계의 0입니다. 이 경우 브리지는 균형 또는 균형이라고 합니다.

위 저항이 같고 아래 저항이 같지 않으면 전류는 저항이 높은 쪽에서 저항이 낮은 쪽으로 대각선으로 흐르고 검류계의 바늘은 적절한 방향으로 편향됩니다.

따라서 검류계가 연결된 지점의 전위가 같으면 암의 상부 저항과 하부 저항 값의 비율이 서로 같습니다. 따라서 이러한 관계를 동일시하면 미지의 방정식을 얻습니다. 저항 R1, R2 및 R3은 초기에 높은 정확도로 측정해야 저항 Rx(R4)를 찾는 정확도가 높아집니다.

Wheatstone 브리지 회로는 종종 브리지 분기 중 하나가 켜질 때 온도를 측정하는 데 사용됩니다. 저항 온도계 알려지지 않은 저항으로.어쨌든 가지의 저항 차이가 클수록 대각선을 통과하는 전류가 커지고 저항이 변경되면 대각선 전류도 변경됩니다.

Wheatstone 브리지의 이 속성은 제어 및 측정 문제를 해결하고 제어 및 자동화 체계를 개발하는 사람들에게 매우 중요합니다. 분기 중 하나에서 저항이 약간만 변경되어도 브리지를 통과하는 전류가 변경되고 이 변경 사항이 기록됩니다. 검류계 대신 전류계 또는 전압계가 특정 회로 및 연구 목적에 따라 다리의 대각선에 포함될 수 있습니다.

일반적으로 휘트 스톤 브리지를 사용하면 탄성 변형, 조도, 습도, 열용량 등 다양한 양을 측정 할 수 있습니다. 측정 된 저항 대신 회로에 해당 센서를 포함시키는 것으로 충분하며 민감한 요소는 전기적이지 않아도 측정값의 변화와 일치하는 저항을 변경할 수 있습니다. 일반적으로 이러한 경우 Wheatstone 브리지가 연결됩니다. ADC를 통해, 신호의 추가 처리, 디스플레이에 정보 표시, 수신된 데이터를 기반으로 한 조치 - 이 모든 것이 기술 문제로 남아 있습니다.