Archief - Meettechnieken met brug van Wheatstone

Beste,

Ik ben voor mijn eindwerk (ingenieur bouwkunde) bezig met allerlei meettechnieken. Momenteel ben ik bezig met rekstrookjes en piezo-resistieve meetmethodes.
Rekstrookjes (hier de wiki link) worden vaak in een brug van wheatstone geschakeld, alsook piezo-resistieve sensoren (kort artikel voor de nieuwsgierigen).

Nu moet ik toegeven dat ik écht niet veel kaas heb gegeten van elektriciteit, hoewel ik er toch altijd op door ben geraakt.. Maar mijn vraag was eigenlijk WAAROM er altijd een brug van wheatstone wordt gebruikt.. Op wikipedia staat het wel kort maar ik snap het echt niet helemaal, zo wordt er gezegd dat je zo de temperatuur-afhankelijkheid kan verwijderen, ook dat snap ik niet volledig.

Kan iemand mij (voor dit geval specifiek) het nut uitleggen van een wheatstone brug ? of mij allesinds op weg helpen ?

Als ik google op de brug van wheatstone lees je altijd dat deze gebruikt wordt voor het precies kunnen meten van onbekende weerstanden (1 onbekende, 3 bekende), maar om eerlijk te zijn snap ik ook dat niet helemaal. Wat is het verschil tussen het doormeten van een weerstand met een multimeter, en deze weerstand in een wheatstone brug schakelen en dan de hele schakkeling doormeten ?

Enfin, ik heb nog veel werk aan de winkel, maar misschien kan iemand mij op weg helpen..

antwoord :

Is there any advantage of using a Wheatstone Bridge to find resistance instead of a 3 d.p. multimeter? - Yahoo! UK & Ireland Answers

Als ik het mij nog goed herinner:
Men gebruikt zeer precies geijkte weerstanden; de verhouding van de weerstandsparen is gelijk als er geen stroom door de schakeling vloeit. Doordat de verhouding tussen de precisieweerstanden nauwkeurig gekend is kan de variabele weerstand (hier uw rekstrookje) nauwkeurig bepaald worden.

Doordat de geijkte weerstanden wellicht van hetzelfde materiaal opgebouwd zijn; blijft de verhouding van hun weerstandswaarden constant bij wisselende temperatuur. Zo kan de natuurlijke temperatuursafhankelijkheid van een weerstand zo goed als uitgeschakeld worden.

Omdat het doel is om geen stroom te laten vloeien door de schakeling; belast de meting de voeding niet en hoeven er geen extra parameters ingecalculeerd te worden mbt contactweerstanden, voeding, etc.

Als de meting echt exact moet zijn; beperkt de brugschakeling dus de invloed van uw meetinstrument bij het meten...een multimeter is immers ook maar een geavanceerde voeding met wat weerstandskringen.
Wellicht is het in moderne multimeters anders; maar zo'n goeie, ouwe analoge met "draaiknop" is een verzameling van shuntweerstanden waarvan de schakeling verandert naargelang ge aan de knop draait. In feite zou je dus rekening moeten houden met de interne bouw van uw meter & hoe de schakeling exact in elkaar zit; wanneer ge de pennen van uw meter rechtstreeks op de rekstrookweerstand zet. De naald op uw meter wijkt uit oiv de stroom die uw meter door de te meten weerstand jaagt.
Als ge een brug in evenwicht brengt, is het doel dus in feite om uw meter op "0" te krijgen, zodat er geen stroom door uw meter vloeit & ge de invloed van de meting zelf uitschakelt.

Het doel van een brugschakeling is zeer eenvoudig: het vergroten van de gevoeligheid van het meetinstrument, of in analoge termen: de wijzernaald meer doen uitwijken.

Brugschakelingen worden gebruikt om zeer kleine effecten op te meten: weerstandsverandering van een belast rekstrookje , kleine temperatuursvariaties, trillingen etc. Deze effecten zijn vaak te klein om rechtstreeks met een meetinstrument op te meten en moeten dus 'versterkt' worden. Een brugschakeling is een eenvoudige manier om deze versterking lineair uit te voeren en kan ook gebruikt worden om bepaalde invloeden op de meting te verwijderen (bvb temperatuur).


Zie hierboven de mogelijke brugschakelingen, en bemerk hoe de versterkingsfactor voor de uitgangsspanning Vo toeneemt naarmate er meer actieve elementen gebruikt worden, en hoe compenserende actieve elementen in tegenfase de lineariteitsfout doen afnemen.

merci allemaal