Was ist wheatstone brücke?

Wheatstone-Brücke

Die Wheatstone-Brücke ist eine elektrische Schaltung zur präzisen Messung unbekannter elektrischer Widerstände. Sie wurde von Samuel Hunter Christie im Jahr 1833 erfunden und später von Sir Charles Wheatstone popularisiert, nach dem sie benannt wurde.

Funktionsweise:

Die Brücke besteht im Wesentlichen aus vier Widerständen, die in einem geschlossenen Stromkreis angeordnet sind. Einer der Widerstände ist unbekannt (Rx), die anderen drei (R1, R2, R3) sind bekannt und einstellbar. Eine Spannungsquelle speist die Brücke mit Strom. Ein Galvanometer (oder ein empfindliches Voltmeter) wird zwischen zwei Knotenpunkten der Schaltung geschaltet, um die Spannungsdifferenz zwischen diesen Punkten zu messen.

Die Brücke ist "abgeglichen", wenn die Spannung am Galvanometer Null ist. In diesem Zustand besteht eine definierte Beziehung zwischen den Widerständen:

Rx / R1 = R3 / R2

Daraus lässt sich der unbekannte Widerstand berechnen:

Rx = (R3 / R2) * R1

Anwendungen:

• Widerstandsmessung: Die häufigste Anwendung ist die genaue Bestimmung des Widerstandswertes eines unbekannten Bauelements.
• Dehnungsmessstreifen: Wheatstone-Brücken werden in Dehnungsmessstreifen verwendet, um winzige Widerstandsänderungen zu messen, die durch Dehnung oder Druck verursacht werden. Diese werden häufig im Bauwesen und in der Maschinenbau verwendet (Dehnungsmessstreifen Anwendung).
• Temperaturmessung: Mit Thermistor oder RTD-Sensoren, die ihren Widerstand mit der Temperatur ändern, können Wheatstone-Brücken zur Temperaturmessung eingesetzt werden.
• Beleuchtungsmessung: Mit Fotowiderstand können Wheatstone-Brücken zur Messung von Lichtintensität verwendet werden.

Vorteile:

• Hohe Genauigkeit
• Einfache Bedienung
• Robustheit

Nachteile:

• Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen (wenn keine temperaturstabilen Widerstände verwendet werden)
• Nicht geeignet für sehr hohe oder sehr niedrige Widerstandswerte ohne spezielle Modifikationen.