Kratek pregled mostu Wheatstone in njegovem delovanju

Kratek pregled mostu Wheatstone in njegovem delovanju

Izraz 'Wheatstone bridge' se imenuje tudi kot Resistance Bridge, ki ga je izumil 'Charles Wheatstone'. To mostno vezje se uporablja za izračun neznanih vrednosti upora in kot sredstvo za uravnavanje merilnega instrumenta, ampermetrov, voltmetrov itd. Toda sedanji digitalni milimetri ponujajo najlažji način za izračun upora. V zadnjih dneh se Wheatstoneov most uporablja v številnih aplikacijah, na primer z modernimi op-ojačevalniki za povezovanje različnih senzorjev in pretvornikov z ojačevalno vezje s. To mostno vezje je zgrajeno z dvema enostavnima zaporednima in vzporednima uporoma med priključkom za napetost in ozemljitvenimi terminali. Ko je most uravnotežen, potem ozemljitveni terminal ustvari ničelno napetostno razliko med obema vzporednima krakoma. Wheatstoneov most je sestavljen iz dveh priključkov i / p in dveh o / p, ki vključuje štiri upore, razporejene v obliki diamanta.



Wheatstone Bridge

Wheatstone Bridge

Wheatstone Bridge in njegovo delovanje

Wheatstoneov most se pogosto uporablja za merjenje električne upornosti. To vezje je zgrajena z dvema znanima uporoma , en neznan upor in en spremenljiv upor, povezani v obliki mostu. Ko je spremenljiv upor nastavljen, potem tok v galvanometru postane nič, razmerje dveh neznanih uporov je enako razmerju med vrednostjo neznanega upora in prilagojeno vrednostjo spremenljivega upora. Z uporabo Wheatstonovega mostu lahko neznano vrednost električnega upora enostavno izmerimo.




Shema mostu Wheatstone Bridge

Razpored vezja mostu Wheatstone je prikazan spodaj. To vezje je zasnovano s štirimi kraki, in sicer AB, BC, CD & AD, in ga sestavljajo električni upori P, Q, R in S. Med temi štirimi upori sta P in Q znani fiksni električni upori. Preko stikala S1 je med terminali B & D povezan galvanometer. Vir napetosti je povezan s terminali A & C prek stikala S2. Med terminali C in D. je povezan spremenljivi upor „S“. Potencial na terminalu D se spreminja, ko se prilagodi vrednost spremenljivega upora. Na primer, toka I1 in I2 tečeta skozi točki ADC in ABC. Ko se vrednost upora CD roke spreminja, se spreminja tudi tok I2.

Shema mostu Wheatstone Bridge

Shema mostu Wheatstone Bridge



Če težimo k prilagajanju spremenljivega upora, se lahko eno stanje vrne enkrat, ko padec napetosti na uporu S, ki je I2.S, postane posebej sposoben za padec napetosti na uporu Q, tj. I1.Q. Tako postane potencial točke B enak potencialu točke D, zato je potencialna razlika b / n ti dve točki nič, torej tok skozi galvanometer nič. Potem je odklon galvanometra enak nič, ko je stikalo S2 zaprto.

Izpeljava Wheatstone Bridge

Iz zgornjega vezja sta toka I1 in I2


I1 = V / P + Q in I2 = V / R + S

Zdaj je potencial točke B glede na točko C padec napetosti na Q tranzistorju, potem je enačba

I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)

Potencial točke D glede na C je padec napetosti na uporu S, potem je enačba

I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)

Iz zgornje enačbe 1 in 2 dobimo,

VQ / P + Q = VS / R + S

' Q / P + Q = S / R + S

P + Q / Q = R + S / S

P / Q + 1 = R / S + 1

P / Q = R / S

R = SxP / Q

V zgornji enačbi so vrednosti P / Q in S znane, tako da je mogoče R vrednost enostavno določiti.

Električni upori Wheatstonovega mostu, kot sta P in Q, so narejeni iz določenega razmerja, so 1: 1 10: 1 (ali) 100: 1, znani kot razmerje krakov, reostatski krak S pa je vedno spremenljiv od 1-1000 ohmov oz. od 1-10.000 ohmov

Primer Wheatstoneovega mostu

Naslednje vezje je neuravnotežen Wheatstoneov most, izračunajte napetost o / p na točkah C in D in vrednost upornosti R4 je potrebna za uravnoteženje vezja mostu.

Primer Wheatstoneovega mostu

Primer Wheatstoneovega mostu

Prva serijska roka v zgornjem vezju je ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 ohmov, R1 = 80 ohmov, Vs = 100
Nadomestite te vrednosti v zgornji enačbi
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 voltov
Druga serijska roka v zgornjem vezju je ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X Vs

DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 voltov
Napetost na točkah C & D je podana kot
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 voltov.
Vrednost upora R4 je potrebna za uravnoteženje mostu Wheatstonovega mostu in je podana kot:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 ohmov.

Na koncu lahko zaključimo, da ima Wheatstoneov most dva i / p & dva o / p terminala, in sicer A & B, C & D. Ko je zgornje vezje uravnoteženo, je napetost na o / p terminalih nič voltov. Ko je Wheatstoneov most neuravnotežen, je napetost o / p lahko + ve ali –ve, odvisno od smeri neuravnoteženosti.

Uporaba Wheatstonovega mostu

Uporaba Wheatstoneovega mostu je detektor svetlobe z uporabo Wheatstoneovega mostu

Vezje detektorja svetlobe Wheatstone Bridge

Vezje detektorja svetlobe Wheatstone Bridge

V mnogih se uporabljajo uravnotežena mostna vezja elektronske aplikacije za merjenje sprememb v jakosti svetlobe, napetosti ali tlaku. Različne vrste uporovnih senzorjev, ki se lahko uporabljajo v Wheatstonovem mostu, vključujejo: potenciometre, LDR-je, merilnike napetosti in termistorje itd.

Aplikacija Wheatstone Bridge se uporablja za zaznavanje električnih in mehanskih količin. Enostavna aplikacija Wheatstone Bridge pa je merjenje svetlobe s pomočjo fotorezistivne naprave. V vezju Wheatstonovega mostu je namesto enega od uporov nameščen svetlobno odvisen upor.

LDR je pasivni uporovni senzor, ki se uporablja za pretvorbo ravni vidne svetlobe v spremembo upora in kasneje napetosti. LDR se lahko uporablja za merjenje in spremljanje jakosti svetlobe. LDR ima odpornost nekaj Megha v slabi ali temni svetlobi približno 900Ω pri 100 Lux svetlobe in pri močni svetlobi do približno 30 ohmov. S priključitvijo svetlobno odvisnega upora v mostu Wheatstoneovega mostu lahko merimo in spremljamo spremembe ravni svetlobe.

To je vse o Wheatstoneovem mostu in Wheatstoneovem mostu, ki deluje z aplikacijo. Upamo, da ste bolje razumeli ta koncept. Poleg tega kakršna koli vprašanja ali dvomi glede tega članka oz elektronski projekti , prosimo, dajte svoje povratne informacije s komentarjem v spodnjem oddelku za komentarje.

Zasluge za fotografije: