Ang paggamit ng Wheatstone tulay para sa pagsukat ng di-electric na dami

Ang Wheatstone Bridge ay isang de-koryenteng circuit na idinisenyo upang masukat ang lakas ng resistensya ng elektrikal. Ang pamamaraan na ito ay unang iminungkahi ng pisikong pisistiko ng British na si Samuel Christie noong 1833, at noong 1843 ay napabuti ito ng imbentor na si Charles Wheatstone. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng pamamaraan na ito ay katulad ng pagkilos ng mga kaliskis sa mekanikal na parmasya, ngunit hindi ito ang mga puwersa na pinapantay-pantay dito, ngunit ang mga potensyal na elektrikal.

Ang circuit circuit ng Wheatstone ay naglalaman ng dalawang sanga, ang mga potensyal ng mga gitnang mga terminal (D at B) na kung saan ay pinagsama sa proseso ng pagsukat. Ang isa sa mga sanga ng tulay ay may kasamang risistor na Rx, ang halaga ng pagtutol na dapat matukoy.

Ang kabaligtaran na sanga ay naglalaman ng isang rheostat R2 - madaling iakma na paglaban. Sa pagitan ng mga gitnang konklusyon ng mga sanga, ang tagapagpahiwatig ng G ay nasa, na maaaring maging isang galvanometer, isang voltmeter, isang tagapagpahiwatig ng zero o isang ammeter.

Sa panahon ng proseso ng pagsukat, ang paglaban ng rheostat ay unti-unting nabago hanggang sa ipinakita ng tagapagpahiwatig na zero. Nangangahulugan ito na ang mga potensyal ng mga gitnang tulay sa pagitan ng kung saan ito ay konektado ay pantay sa bawat isa, at ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan nila ay zero.

Kapag ang arrow ng tagapagpahiwatig (galvanometer) ay lihis sa isang direksyon o sa iba pa mula sa zero, nangangahulugan ito na ang isang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan nito, at samakatuwid ang tulay ay hindi pa balanse. Kung ang tagapagpahiwatig ay eksaktong zero, balanse ang tulay.

Malinaw, kung ang ratio ng pang-itaas at mas mababang resistances sa kaliwang balikat ng tulay ay katumbas ng ratio ng mga resistances ng kanang balikat ng tulay, ang balanse (o balanse) ng tulay ay nangyayari lamang dahil sa zero potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga terminal ng galvanometer.

At kung ang mga halaga ng tatlong mga resistensya ng tulay (kabilang ang kasalukuyang pagtutol ng rheostat) ay unang sinusukat sa isang sapat na maliit na error, kung gayon ang ninanais na pagtutol Rx ay matatagpuan nang may sapat na mataas na katumpakan. Ito ay pinaniniwalaan na ang paglaban ng galvanometer ay maaaring mapabaya.

Ang tulay ng Wheatstone ay mahalagang unibersal, at naaangkop hindi lamang para sa pagsukat ng mga resistensya ng mga resistors, kundi pati na rin upang makahanap ng iba't ibang mga non-electric parameter, sapat na ang non-electric magnitude sensor ay resistive.

Pagkatapos ang paglaban ng elemento ng sensor, ang pagbabago sa ilalim ng isang hindi de-koryenteng epekto dito, ay maaaring masukat gamit ang circuit circuit ng Wheatstone, at ang katumbas na hindi de-koryenteng dami ay maaaring matagpuan na may isang maliit na error.

Sa gayon, mahahanap ng isang tao ang halaga ng halaga: mekanikal na pagpapapangit (mga gauge ng strain), temperatura, pag-iilaw, thermal conductivity, kapasidad ng init, kahalumigmigan, at maging ang komposisyon ng sangkap.

Ang mga instrumento sa pagsukat na batay sa tulay ng Wheat ay karaniwang kumukuha ng mga pagbabasa mula sa isang tulaysa pamamagitan ng analog-to-digital converterkonektado sa isang digital na aparato sa pag-compute, tulad ng isang microcontroller na may built-in na programa na nagsasagawa ng linearization (pinapalitan ang di-linear na data na may tinatayang linear), pag-scale at pag-convert ng natanggap na data sa isang bilang ng halaga ng sinusukat na hindi de-kuryenteng dami sa naaangkop na mga yunit ng pagsukat, pati na rin ang pagwawasto ng error at output sa mababasa na digital form.

Halimbawa, ang mga kaliskis sa sahig ay halos gumana sa prinsipyong ito. Bilang karagdagan, ang pagsasama ng maharmonya ay maaaring isagawa kaagad gamit ang mga pamamaraan ng software, atbp.

Ang tinatawag na mga gauge ng strain (resistive sensor ng mechanical stress) ay ginagamit sa mga elektronikong kaliskis, sa dynamometer, manometer, torsiometer at tensometer.

Ang strain gauge ay nakadikit lamang sa nabababang bahagi, ay kasama sa balikat ng tulay, habang ang boltahe sa dayagonal ng tulay ay magiging proporsyonal sa mekanikal na stress na tumutugon ang sensor sa - nagbabago ang pagtutol nito.

Sa kawalan ng timbang ng tulay, sukatin ang laki ng kawalan ng timbang na ito, at sa gayon ay makahanap, halimbawa, ang bigat ng isang katawan. Ang sensor, sa pamamagitan ng paraan, ay maaari ding maging piezoelectric kung mabilis o dynamic na pagpapapangit ay sinusukat.

Kung kinakailangan upang masukat ang temperatura, ginagamit ang resistive sensor, ang resistensya na kung saan ay nag-iiba sa temperatura ng katawan o daluyan sa ilalim ng pag-aaral. Ang sensor ay maaaring hindi kahit na makipag-ugnay sa katawan, ngunit sa halip nakakaramdam ng thermal radiation, tulad ng nangyayari sa bolometric na pyrometer.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang bolometric pyrometer ay batay sa isang pagbabago sa elektrikal na pagtutol ng isang thermosensitive element dahil sa pag-init nito sa ilalim ng impluwensya ng isang hinihigop na daloy ng elektromagnetic na enerhiya. Ang isang manipis na plato ng platinum, na blackened para sa mas mahusay na pagsipsip ng radiation, mabilis na kumain dahil sa maliit na kapal nito sa ilalim ng impluwensya ng radiation at pagtaas ng paglaban nito.

Sa isang katulad na paraan, ang mga thermometer ng paglaban na may positibong koepisyent ng temperatura at thermistor na may negatibong koepisyent ng temperatura batay sa semiconductors ay nagpapatakbo.

Kapag hindi nagbago ang temperatura nang hindi direkta, posible na masukat ang thermal conductivity, kapasidad ng init, rate ng daloy ng isang likido o gas, konsentrasyon ng mga sangkap ng isang pinaghalong gas, atbp. Ang hindi direktang mga sukat ng ganitong uri ay ginagamit sa chromatography ng gas at sa mga thermocatalytic sensor.

Binago ng mga photoresistor ang kanilang paglaban sa ilalim ng impluwensya ng pag-iilaw, at ang dalubhasang resistor na sensor ay ginagamit upang masukat ang daloy ng radiation ng ionizing.

Paano gamitin ang photoresistors, photodiodes at phototransistors

Mga sensor ng analog: application, mga pamamaraan ng koneksyon sa controller

Pagkonekta ng mga sensor ng analog sa Arduino, pagbabasa ng mga sensor

Pagsukat ng temperatura at halumigmig sa Arduino - isang pagpipilian ng mga paraan

Paano nakaayos at gumagana ang mga aparato para sa pagsukat ng paglaban