Sujeten:
- Aféierung
- Wheatstone Bridge am Gläichgewiicht
- Onbalancéiert Bréck vu Wheatstone (Resistenzwäerter bekannt)
- Wheatstone Bréck mat onbekannte Resistenzwäert
Aféierung:
D'Wheatstone Bréck ass en elektresche Bréck Circuit fir präzis moosse konstant oder Ännerung vun elektresche Resistenz. Dëse Circuit kann benotzt ginn fir kierperlech Quantitéite wéi Temperatur an Drock ze moossen, wéi mir an der Loftmass Meter (Temperatur vun der waarm Drot) an MAP Sensor (Drock am Intake Manifold).
Et gi véier an der Wheatstone Bréck resistors, dräi vun deenen hunn eng bekannt Resistenz, an een huet eng onbekannt Resistenz. D'Bréck besteet eigentlech aus zwee Spannungsdeeler, déi parallel verbonne sinn.
Am Bild gesi mir d'Widderstänn R1 bis R3 (bekannt Resistenzwäerter) an Rx (onbekannt), mat engem Voltmeter an der Mëtt vun den zwee Spannungsdeeler an enger Spannungsquell lénks vun der Bréck.
D'Wheatstone Bréck ass ausgeglach wann d'Ausgangsspannung tëscht Punkten b an c gläich ass wéi 0 Volt. Verschidde Situatiounen ginn an de folgende Paragrafen gewisen.
Wheatstone Bridge am Gläichgewiicht:
D'Wheatstone Bréck ass equilibréiert oder equilibréiert wann d'Ausgangsspannung gläich ass wéi 0 Volt, well d'Resistenzwäerter op der lénkser a rietser Proportioun zuenee sinn.
De Circuit an dëser Rubrik ass anescht wéi an der viregter Rubrik gezeechent, awer baséiert op der selwechter Operatioun.
- d'Widderstande R1 an R2 hunn eng Resistenz vun 270 an 330 Ω. Zesummegefaasst ass dëst 600 Ω;
- d'Widerstande R3 an Rx hunn eng Resistenz vu 540 an 660 Ω. Zesummegefaasst ass dëst 1200 Ω.
D'Verhältnisser tëscht de Widderstande lénks a riets sinn d'selwecht. Dëst bedeit datt d'Resistenzverhältnisser a Spannungsfäll gläich sinn tëscht R1 an R3, souwéi R2 a Rx.
D'Formelen hei ënnen weisen déi gläichwäerteg Resistenzverhältnisser an d'Spannungsfäll:
en 
Mat enger bekannter Versuergungsspannung a Resistenzwäerter kënne mir d'Spannungsfäll iwwer d'Widerstänn bestëmmen, an domat de Spannungsdifferenz tëscht Punkten b an c. Am Beispill hei drënner berechene mir de Spannungsdifferenz tëscht Punkten b an c fir eng equilibréiert Wheatstone Bréck. D'Wëssen vun der Ohms Gesetz an berechent mat Serie & parallel Circuiten ass eng Fuerderung.
1. Berechent d'Stroum duerch resistors R1 an R2 (RV = Ersatzresistenz):
2. Berechent de Spannungsfall iwwer Widderstanden R1 an R2:
3. Berechent d'Stroum duerch d'Widderstands R1 an R2:
4. Berechent de Spannungsfall iwwer Widderstanden R3 a Rx:
D'Spannung op de Punkten b an c ass 5,4 Volt. De Potenzialdifferenz ass gläich wéi 0 Volt.
Onbalancéiert Bréck vu Wheatstone (Resistenzwäerter bekannt):
Als Resultat vun enger Ännerung vun der Resistenz vu Rx wäert d'Wheatstone Bréck onbalancéiert ginn. D'Resistenzännerung kann optrieden wéinst, zum Beispill, enger verännerter Temperatur, wou Rx a ass Thermistor ass. De Spannungsdeler tëscht R1 an R2 bleift d'selwecht, awer net tëscht R3 an Rx. Well de Spannungsdeeler do ännert, kréie mir eng aner Spannung um Punkt c. An dësem Beispill ass de Resistenzwäert vu Rx vu 600 Ω op 460 Ω erofgaang.
1. Berechent d'Stroum duerch Widderstanden R1 a R2:
2. Berechent de Spannungsfall iwwer Widderstanden R1 an R2:
4. Berechent de Spannungsfall iwwer Widderstanden R3 a Rx:
An deenen zwee Beispiller huet de Resistenzwäert vu Rx vun 660 Ω op 460 Ω geännert. Dës Ännerung vun der Resistenz huet d'Spannung tëscht bc vun 0 Volt op 1,08 Volt geännert. Wann dës Wheatstone Bréck an d'Sensorelektronik agebaut ass, gëtt d'Spannung vun 1,08 Volt als Signalspannung gesinn. Dës Signalspannung gëtt an d'ECU iwwer e Signaldrot geschéckt. Déi A/D Konverter an der ECU konvertéiert d'analog Spannung an eng digital Noriicht, déi vum Mikroprozessor gelies ka ginn.
Wheatstone Bréck mat onbekannte Resistenzwäert:
An de fréiere Sektiounen hu mir e bekannte Resistenzwäert vu Rx ugeholl. Well dëse Resistenzwäert variabel ass, kënne mir e Schrëtt méi wäit goen an dëse Resistenzwäert ausrechnen fir d'Wheatstone Bréck ze balanséieren.
An dësem Circuit sinn R1 an R2 erëm 270 an 330 Ω. D'Resistenz vu R3 ass op 100 Ω reduzéiert ginn an Rx ass onbekannt. Wann, nieft dem Resistenzwäert, d'Spannungen a Stréim och onbekannt sinn, kënne mir de Resistenzwäert Rx op zwou Weeër berechnen:
Wee 1:
1. Mir kucken als éischt d'allgemeng Formel a gitt dann d'Resistenzwäerter an:
-> 
2. Et gëtt e Faktor vun 270 tëscht 100 an 2,7, sou wéi tëscht 330 an dem onbekannte Wäert.
Duerch 330 duerch 2,7 ze deelen komme mir zu enger Resistenz vun 122,2 Ω.
Wee 2:
1. iwwer d'allgemeng Formel an där mir d'Resistenz multiplizéieren:
2. Mir konvertéieren d'Formel andeems Dir Rx vun der lénker Säit vun = huelen an duerch R1 deelt. Mir kommen och bei engem Resistenzwäert vun 122,2 Ω.
Natierlech kontrolléiere mir ob mir eng equilibréiert Bréck mat der virdru berechent Resistenz vun 122 Ω hunn.
D'Widderstänn R1 a R2 mat de Stréim an Deelspannungen sinn d'selwecht wéi an de Beispiller an de Paragrafen 1 an 2, sou datt se als bekannt sinn. Mir konzentréieren op der rietser Säit vun der Bréck.
1. Berechent de Stroum duerch R3 an Rx:
2. Berechent de Spannungsfall iwwer Widderstanden R3 a Rx:
De Spannungsdifferenz tëscht de Punkte b an c ass 0 Volt well d'Widderstands R1 an R3 allebéid 5,4 absorbéieren, sou datt d'Bréck elo ausgeglach ass.
Zesummenhang Säiten:
