두 분압기와 하나의 차이

작은 변화를 알아채는 브리지

휘트스톤 브리지는 저항 네 개로 두 분압기를 만들며, 각각 전원 전압의 일부를 만듭니다. 중간점 전압을 비교하면 저항 변화를 알 수 있고 조정 저항으로 균형을 맞춥니다. 킬로옴(kΩ)은 1000옴, 밀리볼트(mV)는 1000분의 1볼트입니다.

실험대

회로 설정을 바꾸고 측정값을 예상한 뒤 과제를 확인하세요. 학습용 모델이며 각 수업에서 가정을 설명합니다.

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동작 원리

부하가 없는 이상적인 브리지이며 위쪽 저항 둘은 각각 10 kΩ입니다. 측정 증폭기의 부하, 온도 변화에 따른 오차, 저항에서 힘으로의 환산은 제외합니다.

Vs는 전원, Rs는 센서 저항, Rt는 조정 저항입니다. Vleft = Vs × Rt/(10000 + Rt), Vright = Vs × Rs/(10000 + Rs), 저항 단위는 옴입니다. 차이 = Vright − Vleft이며 0은 균형이지 전원 꺼짐이 아닙니다.

난이도

만들기 · 회로 만들기
5 V에서 센서와 조정 저항을 모두 10 kΩ으로 하고 전원을 켜 차이 0 V를 얻으세요.
힌트가 필요한가요?
Vs = 5 V; Rs = Rt = 10 kΩ → 0 V
탐구하기 · 한 가지 바꾸기
5 V와 조정 10 kΩ을 유지하고 센서를 15 kΩ으로 하세요. 차이 +0.50 V를 읽으세요.
힌트가 필요한가요?
Vs = 5 V; Rs = 15 kΩ; Rt = 10 kΩ → +0.50 V
스스로 풀기 · 문제 해결
5 V, 센서 7 kΩ에서 차이의 절댓값이 5 mV 이하가 되도록 조정하세요.
힌트가 필요한가요?
Vs = 5 V; Rs = Rt = 7 kΩ → 0 V

추가 읽기와 회로 레시피

균형 상태에서 두 중간점은 모두 2.5 V지만 차이는 0 V일 수 있습니다. 차이 측정은 공통 전압을 보여 주지 않습니다.

실제 브리지 센서는 늘어남이나 온도를 저항 변화로 바꿀 수 있습니다. 작은 차이를 읽으려면 증폭기가 자주 필요합니다.

브리지 차이가 0이라고 네 저항의 전류도 0인 것은 아닙니다.

두 중간점 전압이 함께 같은 비율로 커져 여전히 같으므로 차이는 0입니다.