Tricky Circuit

Два подільники й одна різниця

Міст, що помічає малі зміни

Міст Вітстона — чотири резистори у двох подільниках напруги, кожен дає частку напруги живлення. Порівняння напруг середніх точок виявляє зміну опору; підлаштувальний резистор задає баланс. Кілоом (kΩ) — 1000 ом, мілівольт (mV) — тисячна частина вольта.

Відкрити інтерактивний дослід

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ СТІЛ

Змінюй налаштування схеми, передбачай покази та перевіряй розв’язання завдання. Це навчальні моделі; припущення пояснено в кожному уроці.

Увійди, щоб зберігати прогрес. Прогрес гостя зберігається на цьому пристрої.

Відкрити лабораторію в повному вікні

Чому це працює

Ідеальний ненавантажений міст із двома верхніми резисторами по 10 kΩ. Без навантаження вимірювального підсилювача, температурного дрейфу й перетворення опору на силу.

Vs — живлення, Rs — опір датчика, Rt — підлаштування. Vleft = Vs × Rt/(10000 + Rt); Vright = Vs × Rs/(10000 + Rs), опори в омах. Різниця = Vright − Vleft; нуль означає баланс, а не відсутність живлення.

Складність
  1. Збери · Збери

    Увімкни 5 V, датчик і підлаштування по 10 kΩ. Отримай різницю 0 V.

    Потрібна підказка?

    Vs = 5 V; Rs = Rt = 10 kΩ → 0 V

  2. Досліди · Зміни одну величину

    Залиши 5 V і підлаштування 10 kΩ; задай датчику 15 kΩ. Отримай різницю +0.50 V.

    Потрібна підказка?

    Vs = 5 V; Rs = 15 kΩ; Rt = 10 kΩ → +0.50 V

  3. Розв’яжи · Розв’яжи завдання

    За 5 V і датчика 7 kΩ підлаштуй резистор до модуля різниці не більше 5 mV.

    Потрібна підказка?

    Vs = 5 V; Rs = Rt = 7 kΩ → 0 V

Додаткові матеріали та картки схем

Міст, що помічає малі зміни

Корисна закономірність

У балансі обидві середні точки можуть мати 2.5 V, а їхня різниця — 0 V. Вимірювання різниці приховує спільну напругу.

За межами моделі

У справжніх мостових датчиках розтягнення чи температура змінюють опір. Для малої різниці часто потрібен підсилювач.

Помилка, якої варто уникати

Нульова різниця моста не означає нульового струму через його чотири резистори.

У збалансованому мосту живлення подвоїли, співвідношення опорів незмінні. Різниця…

  1. зросте до 5 V
  2. залишиться 0 V
  3. змінить знак
Читати далі

Напруги обох точок зростають однаково та залишаються рівними; їхня різниця досі нуль.

analog.com