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.
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.
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
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
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
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…
- зросте до 5 V
- залишиться 0 V
- змінить знак
Читати далі
Напруги обох точок зростають однаково та залишаються рівними; їхня різниця досі нуль.