De term 'Wheatstone-brug' wordt ook wel Resistance Bridge genoemd, dat wil zeggen, uitgevonden door 'Charles Wheatstone'. Dit brugcircuit wordt gebruikt om de onbekende weerstandswaarden te berekenen en als middel om meetinstrumenten, ampèremeters, voltmeters, enz. Te regelen. Maar de huidige digitale millimeters bieden de gemakkelijkste manier om een weerstand te berekenen. In de afgelopen dagen wordt de Wheatstone-brug in veel toepassingen gebruikt, omdat deze kan worden gebruikt met moderne op-amps om verschillende sensoren en transducers te koppelen aan versterkercircuit s. Dit brugcircuit is geconstrueerd met twee eenvoudige seriële en parallelle weerstanden tussen een voedingsklem en aardklemmen. Wanneer de brug is gebalanceerd, produceert de aardklem een spanningsverschil van nul tussen de twee parallelle takken. Een Wheatstone-brug bestaat uit twee i / p- en twee o / p-aansluitingen en bevat vier weerstanden die in een diamantvorm zijn gerangschikt.

“digitaal naar analoog converter software ”

Wheatstone-brug

Wheatstone Bridge en zijn werking

Een brug van Wheatstone wordt veel gebruikt om de elektrische weerstand te meten. Dit circuit is gebouwd met twee bekende weerstanden , een onbekende weerstand en een variabele weerstand verbonden in de vorm van een brug. Wanneer de variabele weerstand wordt aangepast, wordt de stroom in de galvanometer nul, de verhouding van twee twee onbekende weerstanden is gelijk aan de verhouding tussen de waarde van de onbekende weerstand en de aangepaste waarde van de variabele weerstand. Door gebruik te maken van een Wheatstone Bridge kan de onbekende elektrische weerstandswaarde eenvoudig worden gemeten.

Wheatstone Bridge Circuit-regeling

De schakeling van de Wheatstone-brug wordt hieronder weergegeven. Deze schakeling is ontworpen met vier armen, namelijk AB, BC, CD & AD en bestaat uit elektrische weerstand P, Q, R en S. Van deze vier weerstanden zijn P en Q bekende vaste elektrische weerstanden. Een galvanometer is aangesloten tussen de B & D-aansluitingen via een S1-schakelaar. De spanningsbron is verbonden met de A & C-klemmen via een schakelaar S2. Een variabele weerstand ‘S’ is aangesloten tussen de klemmen C en D. De potentiaal op klem D varieert wanneer de waarde van de variabele weerstand wordt aangepast. Door de punten ADC en ABC stromen bijvoorbeeld stromen I1 en I2. Wanneer de weerstandswaarde van arm CD varieert, zal de I2-stroom ook variëren.

Wheatstone Bridge Circuit-regeling

Als we de neiging hebben om de variabele weerstand aan te passen, kan één stand van zaken eenmaal terugkeren wanneer de spanningsval over de weerstand S, dat wil zeggen I2.S, specifiek in staat wordt om de spanningsval over de weerstand Q, d.w.z. I1.Q. Dus het potentieel van het punt B wordt gelijk aan het potentieel van het punt D, vandaar dat het potentiaalverschil b / n deze twee punten nul is, dus de stroom door de galvanometer is nul. Dan is de doorbuiging in de galvanometer nul als schakelaar S2 gesloten is.

Wheatstone Bridge Afleiding

Van het bovenstaande circuit zijn de stromen I1 en I2

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

Nu is de potentiaal van punt B ten opzichte van punt C de spanningsval over de Q-transistor, dan is de vergelijking dat

I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)

Potentieel van punt D ten opzichte van C is de spanningsval over de weerstand S, dan is de vergelijking

I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)

Uit de bovenstaande vergelijking 1 en 2 krijgen we,

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

Hier in de bovenstaande vergelijking is de waarde van P / Q en S bekend, dus de R-waarde kan gemakkelijk worden bepaald.

De elektrische weerstanden van Wheatstone-brug zoals P en Q zijn gemaakt van een bepaalde verhouding, ze zijn 1: 1 10: 1 (of) 100: 1 bekend als ratio-armen en de reostaatarm S is altijd variabel gemaakt van 1-1.000 ohm of van 1-10.000 ohm

“basistypen touchscreen ”

Voorbeeld van Wheatstone Bridge

Het volgende circuit is een ongebalanceerde Wheatstone-brug, bereken de o / p-spanning over C- en D-punten en de waarde van de weerstand R4 is vereist om het brugcircuit te balanceren.

Voorbeeld van Wheatstone Bridge

De eerste seriearm in het bovenstaande circuit is ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120 ohm, R1 = 80 ohm, Vs = 100
Vervang deze waarden in de bovenstaande vergelijking
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 volt
De tweede seriearm in het bovenstaande circuit is ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X Vs

DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 Volt
De spanning over de punten C en D wordt gegeven als
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 volt.
De waarde van de R4-weerstand is vereist om de brug van Wheatstone in evenwicht te brengen en wordt gegeven als:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 ohm.

Dus, eindelijk kunnen we concluderen dat de Wheatstone-brug twee i / p & twee o / p-aansluitingen heeft, namelijk A & B, C & D. Wanneer het bovenstaande circuit in balans is, is de spanning over de o / p-aansluitingen nul volt. Wanneer de Wheatstone-brug niet in balans is, kan de o / p-spanning + ve of –ve zijn, afhankelijk van de richting van de onbalans.

Toepassing van Wheatstone Bridge

De toepassing van de Wheatstone-brug is een lichtdetector met behulp van een Wheatstone-brugcircuit

Wheatstone Bridge-lichtdetectorcircuit

Gebalanceerde brugcircuits worden in veel gevallen gebruikt elektronische toepassingen om veranderingen in intensiteit van licht, belasting of druk te meten. De verschillende soorten resistieve sensoren die kunnen worden gebruikt in een Wheatstone-brugcircuit zijn: potentiometers, LDR's, rekstrookjes en thermistor's, enz.

Wheatstone-brugtoepassingen worden gebruikt om elektrische en mechanische grootheden te detecteren. Maar de eenvoudige toepassing van de Wheatstone-brug is lichtmeting met behulp van een fotoweerstandsapparaat. In het Wheatstone-brugcircuit wordt op de plaats van een van de weerstanden een lichtafhankelijke weerstand geplaatst.

Een LDR is een passieve resistieve sensor, die wordt gebruikt om de zichtbare lichtniveaus om te zetten in een verandering in weerstand en later in een spanning. LDR kan worden gebruikt om het lichtintensiteitsniveau te meten en te bewaken. LDR heeft een weerstand van meerdere megha ohm bij zwak of donker licht van ongeveer 900 Ω bij een lichtintensiteit van 100 lux en tot ongeveer 30 ohm bij helder licht. Door de lichtafhankelijke weerstand in het Wheatstone-brugcircuit aan te sluiten, kunnen we de veranderingen in de lichtniveaus meten en volgen.

Dit gaat allemaal over de Wheatstone-brug en het Wheatstone-brugprincipe, het werkt met de applicatie. We hopen dat u dit concept beter begrijpt. Verder kunnen eventuele vragen of twijfels over dit artikel of elektronica projecten , geef alstublieft uw feedback door te reageren in het commentaargedeelte hieronder.

Fotocredits: