Кратка информация за моста Уитстоун и неговата работа

Кратка информация за моста Уитстоун и неговата работа

Терминът 'мост на Уитстоун' се нарича още мост на съпротивлението, който е изобретен от 'Чарлз Уитстоун'. Тази мостова верига се използва за изчисляване на неизвестните стойности на съпротивлението и като средство за регулиране на измервателния уред, амперметри, волтметри и др. Но сегашните цифрови милиметри предлагат най-лесния начин за изчисляване на съпротивлението. През последните дни мостът Wheatstone се използва в много приложения, като например може да се използва със съвременни операционни усилватели за свързване на различни сензори и преобразуватели към усилвателна верига с. Тази мостова верига е изградена с две прости последователни и успоредни съпротивления между терминала за захранване с напрежение и клемите за заземяване. Когато мостът е балансиран, тогава земният терминал създава нулева разлика в напрежението между двата паралелни клона. Мостът Wheatstone се състои от два i / p и два o / p терминала, включващи четири резистора, подредени в диамантена форма.



Уистстоун мост

Уистстоун мост

Уистстоун мост и неговата работа

Мостът Wheatstone се използва широко за измерване на електрическото съпротивление. Тази схема е изграден с два известни резистора , един неизвестен резистор и един променлив резистор, свързани под формата на мост. Когато променливият резистор се регулира, тогава токът в галванометъра става нула, съотношението на два два неизвестни резистора е равно на съотношението на стойността на неизвестното съпротивление и коригираната стойност на променливото съпротивление. Чрез използване на мост Уитстоун неизвестната стойност на електрическото съпротивление може лесно да бъде измерена.






Уредба на моста Уитстоун

Разположението на веригата на моста Wheatstone е показано по-долу. Тази схема е проектирана с четири рамена, а именно AB, BC, CD & AD и се състои от електрическо съпротивление P, Q, R и S. Сред тези четири съпротивления, P и Q са известни фиксирани електрически съпротивления. Галванометърът е свързан между B & D терминалите чрез S1 превключвател. Източникът на напрежение е свързан към клемите A & C чрез превключвател S2. Променлив резистор ‘S’ е свързан между клемите C & D. Потенциалът в клема D варира, когато стойността на променливия резистор се коригира. Например токове I1 и I2 протичат през точките ADC и ABC. Когато стойността на съпротивлението на CD на рамото варира, токът I2 също ще варира.

Уредба на моста Уитстоун

Уредба на моста Уитстоун



Ако сме склонни да регулираме променливото съпротивление, едно състояние на нещата може да се върне веднъж, когато спадът на напрежението в резистора S, който е I2.S, стане специално способен на спада на напрежението на резистора Q, т.е. I1.Q. По този начин потенциалът на точка B става равен на потенциала на точка D, следователно потенциалната разлика b / n тези две точки е нула, следователно токът през галванометъра е нула. Тогава деформацията в галванометъра е нула, когато ключът S2 е затворен.

Извеждане на мост от Уитстоун

От горната верига са токове I1 и I2


I1 = V / P + Q и I2 = V / R + S

Сега потенциалът на точка В по отношение на точка С е спадът на напрежението в Q транзистора, тогава уравнението е

I1Q = VQ / P + Q ………………………… .. (1)

Потенциалът на точка D по отношение на C е спадът на напрежението в резистора S, тогава уравнението е

I2S = VS / R + S ………………………… .. (2)

От горното уравнение 1 и 2 получаваме,

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

Тук в горното уравнение стойността на P / Q и S са известни, така че R стойността може лесно да бъде определена.

Електрическите съпротивления на моста на Уитстоун, като P и Q, са направени с определено съотношение, те са 1: 1 10: 1 (или) 100: 1, известни като съотношение рамена, а рамото на реостата S е винаги променливо от 1-1000 ома от 1-10 000 ома

Пример за мост Уитстоун

Следващата схема е небалансиран мост на Wheatstone, изчислете o / p напрежението в точките C и D и стойността на резистора R4 е необходима за балансиране на веригата на моста.

Пример за мост Уитстоун

Пример за мост Уитстоун

Първото серийно рамо в горната схема е ACB
Vc = (R2 / (R1 + R2)) X Vs
R2 = 120ohms, R1 = 80 ома, Vs = 100
Заместете тези стойности в горното уравнение
Vc = (120 / (80 + 120)) X 100
= 60 волта
Второто серийно рамо в горната схема е ADB

VD = R4 / (R3 + R4) X Vs

DV = 160 / (480 + 160) X 100
= 25 волта
Напрежението в точките C & D е дадено като
Vout = VC-VD
Vout = 60-25 = 35 волта.
Стойността на R4 резистора е необходима за балансиране на моста на Wheatstone bridge е дадена като:
R4 = R2 R3 / R1
120X480 / 80
720 ома.

И така, накрая можем да заключим, че мостът Wheatstone има два i / p & два o / p терминала, а именно A & B, C & D. Когато горната верига е балансирана, напрежението на клемите o / p е нула волта. Когато мостът на Wheatstone е небалансиран, напрежението o / p може да бъде или + ve или –ve в зависимост от посоката на дисбаланса.

Приложение на моста Уитстоун

Приложението на моста Уитстоун е детектор на светлина, използвайки верига на мост Уитстоун

Верига на светлинния детектор на мост Уитстоун

Верига на светлинния детектор на мост Уитстоун

Балансирани мостови вериги се използват в много електронни приложения за измерване на промените в интензитета на светлината, деформацията или налягането. Различните видове резистивни сензори, които могат да се използват в мостова верига на Уитстоун, включват: потенциометри, LDR, тензодатчици и термистори и др.

Приложенията на мостове от Уитстоун се използват за отчитане на електрически и механични величини. Но простото приложение на моста Wheatstone е измерване на светлина с помощта на фоторезистивно устройство. В мостовата верига на Уитстоун на мястото на един от резисторите се поставя резистор, зависим от светлината.

LDR е пасивен резистивен сензор, който се използва за преобразуване на нивата на видимата светлина в промяна в съпротивлението и по-късно напрежение. LDR може да се използва за измерване и наблюдение на нивото на интензивност на светлината. LDR има няколко Megha ома съпротивление при слаба или тъмна светлина около 900Ω при 100 Lux с интензивност на светлината и до около 30ohms при ярка светлина. Чрез свързване на светлозависимия резистор в мостовата верига на Уитстоун, ние можем да измерваме и наблюдаваме промените в нивата на осветеност.

Това е всичко за моста Wheatstone и принципа на Wheatstone bridge, който работи с приложението. Надяваме се, че сте разбрали по-добре тази концепция. Освен това, всякакви въпроси или съмнения относно тази статия или проекти за електроника , моля, дайте отзивите си, като коментирате в раздела за коментари по-долу.

Кредити за снимки: