Wheatstone panukat na tulay at paggamit nito

Isa sa pinakasikat mga circuit ng tulay, na ginagamit pa rin ngayon sa mga instrumento sa pagsukat at sa mga de-koryenteng laboratoryo, ay ang Wheatstone measuring bridge, na pinangalanan sa Ingles na imbentor na si Charles Wheatstone, na nagmungkahi ng pamamaraang ito para sa pagsukat ng paglaban noon pang 1843.

Ang tulay ng pagsukat ng Wheatstone ay mahalagang isang electrical analogue ng balanse ng pharmaceutical beam, dahil ginagamit dito ang isang katulad na paraan ng pagsukat ng kabayaran.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng tulay ng pagsukat ay batay sa pagkakapantay-pantay ng mga potensyal ng gitnang mga terminal ng dalawang sanga ng risistor na konektado nang magkatulad, ang bawat sangay ay may dalawang resistors. Bilang bahagi ng isa sa mga sanga, ang isang risistor na ang halaga na nais mong malaman ay kasama, at sa isa pa - isang risistor na may adjustable na pagtutol (rheostat o potentiometer).

Sa pamamagitan ng maayos na pag-iiba-iba ng resistance value ng adjustable resistor, ang zero reading ay nakukuha sa sukat ng galvanometer na kasama sa diagonal sa pagitan ng mga midpoint ng dalawang sangay na nabanggit.Sa mga kondisyon kung saan ang galvanometer ay nagbabasa ng zero, ang mga potensyal ng mga midpoint ay magiging pantay at samakatuwid ang nais na paglaban ay madaling makalkula.

Malinaw na bilang karagdagan sa mga resistors at isang galvanometer, ang circuit ay dapat magkaroon ng supply para sa tulay, sa figure na ito ay ipinapakita bilang galvanic cell E. Ang kasalukuyang dumadaloy mula sa positibo hanggang sa negatibo, habang naghahati sa pagitan ng dalawang sangay sa kabaligtaran na proporsyon sa kanilang mga pagtutol.

Kung ang itaas at mas mababang mga resistors sa braso ng tulay ay pareho sa mga pares, iyon ay, kapag ang mga armas ay eksaktong pareho, walang dahilan para sa kasalukuyang lumitaw sa dayagonal, dahil ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga punto ng koneksyon ng galvanometer ay zero. Sa kasong ito, ang tulay ay sinasabing balanse o balanse.

Kung ang itaas na resistors ay pareho at ang mas mababang resistors ay hindi, ang kasalukuyang ay dadaloy sa pahilis, mula sa braso ng mas mataas na pagtutol sa braso ng mas mababang pagtutol, at ang karayom ​​ng galvanometer ay magpapalihis sa naaangkop na direksyon.

Kaya, kung ang mga potensyal ng mga punto kung saan konektado ang galvanometer ay pantay, kung gayon ang mga ratio ng mga halaga ng itaas at mas mababang mga resistor sa mga armas ay magiging katumbas ng bawat isa. Kaya, ang pagtutumbas ng mga ugnayang ito, nakakakuha tayo ng equation na may isang hindi alam. Ang mga resistensya R1, R2 at R3 ay dapat na masukat nang may mataas na katumpakan sa simula, pagkatapos ay ang katumpakan ng paghahanap ng risistor Rx (R4) ay magiging mataas.

Ang Wheatstone bridge circuit ay kadalasang ginagamit upang sukatin ang temperatura kapag ang isa sa mga sanga ng tulay ay naka-on thermometer ng paglaban bilang isang hindi kilalang risistor.Sa anumang kaso, mas malaki ang pagkakaiba sa mga resistensya sa mga sanga, mas malaki ang kasalukuyang sa pamamagitan ng dayagonal, at kapag nagbago ang paglaban, magbabago din ang diagonal na kasalukuyang.

Ang pag-aari na ito ng Wheatstone bridge ay pinahahalagahan ng mga taong lumulutas ng mga problema sa kontrol at pagsukat at bumuo ng mga control at automation scheme. Ang pinakamaliit na pagbabago sa paglaban sa isa sa mga sangay ay nagdudulot ng pagbabago sa kasalukuyang sa pamamagitan ng tulay, at ang pagbabagong ito ay naitala. Sa halip na isang galvanometer, ang isang ammeter o voltmeter ay maaaring isama sa dayagonal ng tulay, depende sa partikular na circuit at sa layunin ng pag-aaral.

Sa pangkalahatan, gamit ang Wheatstone bridge, maaari mong sukatin ang iba't ibang dami: nababanat na pagpapapangit, pag-iilaw, kahalumigmigan, kapasidad ng init, atbp. Ito ay sapat lamang na isama ang kaukulang sensor sa circuit sa halip na ang sinusukat na risistor, ang sensitibong elemento na kung saan ay magagawang baguhin ang paglaban ay pare-pareho sa pagbabago sa sinusukat na halaga, kahit na ito ay hindi elektrikal. Kadalasan sa mga ganitong kaso ang isang Wheatstone bridge ay konektado sa pamamagitan ng ADC, at karagdagang pagproseso ng signal, pagpapakita ng impormasyon sa display, mga aksyon batay sa natanggap na data — lahat ng ito ay nananatiling isang bagay ng teknolohiya.