Вимірювання опору за допомогою розбалансованого вимірювального моста Уітсона

Анотація

Вимірювальний міст Уітстона є одним з різновидів вимірювальних мостових схем і використовується для вимірювання опору. Винахідником моста є Самуель Крісті, який створив його в 1833 році, а пізніше його було вдосконалено Чарльзом Уітсоном у 1843 році.

Мета дослідження – перевірити, як впливає зміна напруги живлення вимірювального мосту Уітсона в збалансованому стані на значення опору, що вимірюється, та вивести й перевірити формулу для розрахунку опору в режимі розбалансованого моста.  

Для проведення дослідження в урівноваженому режимі необхідно в симуляторі електронних схем створити схему моста Уітсона з джерелом живлення. Змінюючи напругу живлення, перевірити, чи будуть змінюватись покази вольтметра. Для спрощення процедури балансування моста вимірювання проводяться в незбалансованому режимі. Для цього треба вивести формулу розрахунку невідомого опору та перевірити розрахункові значення із значеннями опору, отриманого при моделюванні в електронному симуляторі.

Отримані результати в розбалансованому режимі дозволять визначити, як впливає зміна напруги джерела живлення на значення опору, що вимірюється. Розрахунок невідомого опору в розбалансованому режимі зменшить час на проведення вимірювання та дасть змогу використовувати  мікроконтролерні схеми для обробки результату вимірювання. Виведено формулу, за якою можна розрахувати значення опору, що вимірюється в розбалансованому режимі та проведено перевірку отриманого результату в симуляторі електричних схем Falstad.

Запропонований метод вимірювання опору за допомогою моста Уітсона в розбалансованому режимі дозволить підвищити швидкість вимірювання невідомого опору та дасть змогу використовувати мікроконтролерну обробку результату вимірювання.      

Ключові слова: вимірювальний міст Уітсона, опір, вимірювання, джерело напруги, резистор, закон Ома