denekler:
- tanıtım
- Wheatstone Köprüsü dengede
- Wheatstone'dan dengesiz köprü (direnç değerleri biliniyor)
- Direnç değeri bilinmeyen Wheatstone köprüsü
Giriiş:
Wheatstone köprüsü, sabit veya değişen elektrik direncini doğru bir şekilde ölçmek için kullanılan bir elektrik köprü devresidir. Bu devre şekilde görüldüğü gibi sıcaklık ve basınç gibi fiziksel büyüklükleri ölçmek için kullanılabilir. hava kütlesi ölçer (sıcak telin sıcaklığı) ve Harita sensörü (emme manifoldundaki basınç).
Wheatstone köprüsünde dört tane var dirençlerBunlardan üçünün bilinen bir direnci var ve birinin bilinmeyen bir direnci var. Köprü aslında paralel bağlanmış iki voltaj bölücüden oluşur.
Resimde, iki voltaj bölücünün ortasında bir voltmetre ve köprünün solunda bir voltaj kaynağı ile R1 ila R3 (bilinen direnç değerleri) ve Rx (bilinmeyen) dirençlerini görüyoruz.
Wheatstone köprüsü, b ve c noktaları arasındaki çıkış voltajı 0 volta eşit olduğunda dengelidir. Aşağıdaki paragraflarda çeşitli durumlar gösterilmektedir.
Wheatstone Köprüsü Dengede:
Wheatstone köprüsü çıkış voltajı 0 volta eşit olduğunda dengeli veya dengelidir çünkü sol ve sağdaki direnç değerleri birbiriyle orantılıdır.
Bu bölümdeki devre önceki bölümden farklı olarak çizilmiş ancak aynı işleme dayanmaktadır.
- R1 ve R2 dirençleri 270 ve 330 Ω dirence sahiptir. Toplamda bu 600 Ω'dur;
- R3 ve Rx dirençleri 540 ve 660 Ω dirence sahiptir. Toplamda bu 1200 Ω'dur.
Soldaki ve sağdaki dirençler arasındaki oranlar aynıdır. Bu, direnç oranlarının ve voltaj düşüşlerinin R1 ve R3 ile R2 ve Rx arasında eşit olduğu anlamına gelir.
Aşağıdaki formüller eşit direnç oranlarını ve voltaj düşüşlerini gösterir:
en 
Bilinen bir besleme voltajı ve direnç değerleri ile dirençler arasındaki voltaj düşüşlerini ve dolayısıyla b ve c noktaları arasındaki voltaj farkını belirleyebiliriz. Aşağıdaki örnekte dengeli bir Wheatstone köprüsü için b ve c noktaları arasındaki voltaj farkını hesaplıyoruz. Bilgisi Ohm kanunu ve ile hesaplayın seri ve paralel devreler bir gerekliliktir.
1. R1 ve R2 dirençlerinden geçen akımları hesaplayın (RV = değiştirme direnci):
2. R1 ve R2 dirençleri arasındaki voltaj düşüşünü hesaplayın:
3. R1 ve R2 dirençlerinden geçen akımları hesaplayın:
4. R3 ve Rx dirençleri arasındaki voltaj düşüşünü hesaplayın:
B ve c noktalarındaki voltaj 5,4 volttur. Potansiyel fark 0 volta eşittir.
Wheatstone'dan dengesiz köprü (direnç değerleri biliniyor):
Rx direncindeki değişiklik sonucunda Wheatstone köprüsü dengesiz hale gelecektir. Direnç değişikliği örneğin değişen bir sıcaklık nedeniyle meydana gelebilir; burada Rx bir a'dır termistör dır-dir. R1 ve R2 arasındaki voltaj bölücü aynı kalacak ancak R3 ve Rx arasında aynı kalmayacaktır. Orada gerilim bölücü değiştiği için c noktasında farklı bir gerilim elde ederiz. Bu örnekte Rx'in direnç değeri 600 Ω'dan 460 Ω'a düşmüştür.
1. R1 ve R2 dirençlerinden geçen akımları hesaplayın:
2. R1 ve R2 dirençleri arasındaki voltaj düşüşünü hesaplayın:
4. R3 ve Rx dirençleri arasındaki voltaj düşüşünü hesaplayın:
İki örnekte Rx'in direnç değeri 660 Ω'dan 460 Ω'a değişmiştir. Dirençteki bu değişiklik bc arasındaki voltajın 0 volttan 1,08 volta çıkmasına neden oldu. Bu Wheatstone köprüsü sensör elektroniğinin içine yerleştirilmişse, 1,08 voltluk voltaj sinyal voltajı olarak görülür. Bu sinyal voltajı bir sinyal kablosu aracılığıyla ECU'ya gönderilir. ECU'daki A/D dönüştürücü analog voltajı mikroişlemci tarafından okunabilecek dijital bir mesaja dönüştürür.
Direnç değeri bilinmeyen Wheatstone köprüsü:
Önceki bölümlerde Rx'in bilinen bir direnç değerini varsaydık. Bu direnç değeri değişken olduğu için bir adım daha ileri giderek Wheatstone köprüsünü dengelemek için bu direnç değerini hesaplayabiliriz.
Bu devrede R1 ve R2 yine 270 ve 330 Ω'dur. R3'ün direnci 100 Ω'a düşürülmüştür ve Rx bilinmemektedir. Direnç değerine ek olarak gerilimler ve akımlar da bilinmiyorsa Rx direnç değerini iki şekilde hesaplayabiliriz:
Yol 1:
1. Önce genel formüle bakıyoruz ve ardından direnç değerlerini giriyoruz:
-> 
2. 270 ile 100 arasında ve 2,7 ile bilinmeyen değer arasında 330'lik bir faktör vardır.
330'u 2,7'ye bölerek 122,2 Ω'luk bir dirence ulaşıyoruz.
Yol 2:
1. dirençleri çapraz çarptığımız genel formül aracılığıyla:
2. ='nin sol tarafından Rx'i alıp R1'e bölerek formülü dönüştürüyoruz. Ayrıca 122,2 Ω direnç değerine ulaşıyoruz.
Doğal olarak, önceden hesaplanan 122 Ω dirence sahip dengeli bir köprüye sahip olup olmadığımızı kontrol ediyoruz.
Akımlar ve kısmi gerilimlerle birlikte R1 ve R2 dirençleri, paragraf 1 ve 2'deki örneklerle aynıdır, dolayısıyla bilindikleri kabul edilir. Köprünün sağ tarafına odaklanıyoruz.
1. R3 ve Rx üzerinden akımı hesaplayın:
2. R3 ve Rx dirençleri arasındaki voltaj düşüşünü hesaplayın:
B ve c noktaları arasındaki voltaj farkı 0 volttur çünkü R1 ve R3 dirençlerinin her ikisi de 5,4'ü emer, dolayısıyla köprü artık dengelenmiştir.
İlgili sayfalar:
