„Mokslo širdis yra matavimas“, o matavimui naudojamos tiltinės grandinės, kad būtų galima rasti visų rūšių elektrinius ir elektroninius parametrus. Mes ištyrėme keletą elektros ir elektronikos matavimo ir prietaisų įrengimo tiltų. Žemiau esančioje lentelėje pateikiami skirtingi tiltai ir jų panaudojimas:
| S.No. | Tilto pavadinimas | Parametras turi būti nustatytas |
| 1. | Kviečių akmuo | išmatuoti nežinomą pasipriešinimą |
| 2. | Andersonas | išmatuokite ritės saviindukciją |
| 3. | De-sauty | matuojant labai mažą talpos vertę |
| 4. | Maksvelas | išmatuoti nežinomą induktyvumą |
| 5. | Kelvinas | naudojami nežinomiems elektriniams rezistoriams matuoti žemiau 1 omų. |
| 6. | Veinas | talpos matavimas pagal varžą ir dažnį |
| 7. | Šienas | nežinomo didelės vertės induktoriaus matavimas |
Čia kalbėsime apie Wheatstone tiltą, naudojamą nežinomo pasipriešinimo matavimui. Skaitmeninis daugiametis matuoklis padeda paprastai matuoti varžą. Tačiau „Wheatstone“ tilto pranašumas yra tai, kad galima išmatuoti labai mažas pasipriešinimo vertes milijamonų diapazone.
Wheatstone tiltas
1833 m. Samuelis Hunteris Christie išrado „Wheatstone“ tiltą, o šį tiltą patobulino ir išpopuliarino seras Charlesas Wheatstone'as 1843 m. „Wheatstone“ tiltas yra keturių varžų sujungimas, sudarantis tiltą. Keturi grandinės pasipriešinimai vadinami tilto šakomis. Tiltas naudojamas nežinomo pasipriešinimo, sujungto su dviem žinomais rezistoriais, vienu kintamu rezistoriumi ir galvanometru, vertei nustatyti. Norint sužinoti nežinomo pasipriešinimo vertę, galvanometro įlinkis, nustačius nulį, reguliuojant kintamą rezistorių. Šis taškas yra žinomas kaip Wheatstone tilto balanso taškas.
Išvedimas
Kaip matome paveiksle, R1 ir R2 yra žinomi rezistoriai. R3 yra kintamas rezistorius, o Rx - nežinoma varža. Tiltas sujungtas su nuolatinės srovės šaltiniu (baterija).
Dabar, jei tiltas yra subalansuotos būklės, neturėtų būti srovės, tekančios per galvanometrą, ir ta pati srovė I1 tekės kruopščiai R1 ir R2. Tas pats pasakytina apie R3 ir Rx, tai reiškia, kad srovės srautas (I2), kruopštus R3 ir Rx, išliks tas pats. Taigi toliau pateikiami skaičiavimai, skirti sužinoti nežinomą pasipriešinimo vertę, kai tiltas yra subalansuotos būklės (nėra srovės srauto tarp taškų C ir D).
V = IR (pagal omo dėsnį) VR1 = I1 * R1… lygtis (1) VR2 = I1 * R2… lygtis (2) VR3 = I2 * R3… lygtis (3) VRx = I2 * Rx… (4) lygtis
Įtampos kritimas R1 ir R3 yra tas pats, o įtampos kritimas R2 ir R4 taip pat yra tas pats balansuoto tilto sąlygomis.
I1 * R1 = I2 * R3… (5) lygtis I1 * R2 = I2 * Rx… (6) lygtis
Skirstant lygtį (5) ir (6) lygtį
R1 / R2 = R3 / Rx Rx = (R2 * R3) / R1
Taigi, iš čia mes gauname Rx vertę, kuri yra mūsų nežinomas pasipriešinimas, taigi Wheatstone tiltas padeda išmatuoti nežinomą pasipriešinimą.
Operacija
Praktiškai kintama varža koreguojama tol, kol srovės vertė per galvanometrą taps nulis. Tuo metu tiltas vadinamas subalansuotu Wheatstone tiltu. Gavus nulinę srovę per galvanometrą, gaunamas didelis tikslumas, nes nedidelis kintamosios varžos pokytis gali sutrikdyti pusiausvyros būklę.
Kaip parodyta paveikslėlyje, tiltelyje R1, R2, R3 ir Rx yra keturi pasipriešinimai. Kur R1 ir R2 yra nežinomas rezistorius, R3 yra kintamas atsparumas, o Rx - nežinomas atsparumas. Jei žinomų rezistorių santykis yra lygus pakoreguoto kintamo pasipriešinimo ir nežinomo pasipriešinimo santykiui, tokiomis sąlygomis galvanometru srovė neteka.
Esant subalansuotai būklei,
R1 / R2 = R3 / Rx
Dabar, šiuo metu mes turime R1 , R2 ir R3 vertę, todėl iš pirmiau pateiktos formulės lengva rasti Rx vertę.
Iš pirmiau nurodytos sąlygos
Rx = R2 * R3 / R1
Taigi nežinoma pasipriešinimo vertė apskaičiuojama pagal šią formulę, atsižvelgiant į tai, kad srovė per Galvanometrą yra nulis.
Taigi mes turime sureguliuoti potenciometrą iki taško, kai įtampa C ir D bus vienoda, esant tokioms sąlygoms srovė per taškus C ir D bus lygi nuliui, o Galvanometro rodmuo bus nulis, toje konkrečioje vietoje bus kviečiamas Wheatstone tiltas Subalansuota būklė. Ši visa operacija paaiškinta toliau pateiktame vaizdo įraše:
Pavyzdys
Paimkime pavyzdį, kaip suprasti Wheatstone tilto sampratą, nes mes imamės nesubalansuoto tilto, kad apskaičiuotume tinkamą Rx (nežinomo pasipriešinimo) vertę tiltui subalansuoti. Kaip žinome, ar įtampos kritimo taškuose C ir D skirtumas yra lygus nuliui, tiltas yra pusiausvyros būsenoje.
Pagal grandinės schemą, Pirmajai ADB rankai
Vc = {R2 / (R1 + R2)} * Vs
Įrašydami reikšmes į aukščiau pateiktą formulę, Vc = {80 / (40 + 80)} * 12 = 8 voltai
Dėl antrosios rankos ACB
Vd = {R4 / (R3 + R4)} * Vs Vd = {120 / (360+ 120)} * 12 = 3 voltai
Taigi, įtampos skirtumas tarp taškų C ir D yra:
Vout = Vc - Vd = 8 - 3 = 5 voltai
Jei įtampos kritimo skirtumas tarp C ir D yra teigiamas arba neigiamas (teigiamas arba neigiamas rodo disbalanso kryptį), tai rodo, kad tiltas yra nesubalansuotas ir norint jį subalansuoti, mums reikia kitokios atsparumo vertės pakeičiant R4.
Rezistoriaus R4 vertė, reikalinga grandinės pusiausvyrai, yra:
R4 = (R2 * R3) / R1 (balanso tilto būklė) R4 = 80 * 360/40 R4 = 720 omų
Taigi tilto balansavimui reikalinga R4 vertė yra 720 Ω, nes jei tiltas yra pusiausvyros, įtampos kritimo skirtumas tarp C ir D yra lygus nuliui, o jei galite naudoti 720 Ω rezistorių, įtampos skirtumas bus lygus nuliui.
Programos
- Daugiausia naudojamas labai mažos nežinomos varžos vertės, turinčios mili omų diapazoną, matavimui.
- Jei naudojate varistorių su Wheatstone tiltu, mes taip pat galime nustatyti kai kurių parametrų, tokių kaip talpa, induktyvumas ir varža, vertę.
- Naudojant Wheatstone tiltą su operaciniu stiprintuvu, jis padeda matuoti įvairius parametrus, tokius kaip temperatūra, įtempimas, šviesa ir kt.