Meettechnieken met brug van Wheatstone

[Breezz]

Beste,

Ik ben voor mijn eindwerk (ingenieur bouwkunde) bezig met allerlei meettechnieken. Momenteel ben ik bezig met rekstrookjes en piezo-resistieve meetmethodes.

Rekstrookjes (hier de wiki link) worden vaak in een brug van wheatstone geschakeld, alsook piezo-resistieve sensoren (kort artikel voor de nieuwsgierigen).

Nu moet ik toegeven dat ik écht niet veel kaas heb gegeten van elektriciteit, hoewel ik er toch altijd op door ben geraakt.. Maar mijn vraag was eigenlijk WAAROM er altijd een brug van wheatstone wordt gebruikt.. Op wikipedia staat het wel kort maar ik snap het echt niet helemaal, zo wordt er gezegd dat je zo de temperatuur-afhankelijkheid kan verwijderen, ook dat snap ik niet volledig.

Kan iemand mij (voor dit geval specifiek) het nut uitleggen van een wheatstone brug ? of mij allesinds op weg helpen ?

Als ik google op de brug van wheatstone lees je altijd dat deze gebruikt wordt voor het precies kunnen meten van onbekende weerstanden (1 onbekende, 3 bekende), maar om eerlijk te zijn snap ik ook dat niet helemaal. Wat is het verschil tussen het doormeten van een weerstand met een multimeter, en deze weerstand in een wheatstone brug schakelen en dan de hele schakkeling doormeten ?

Enfin, ik heb nog veel werk aan de winkel, maar misschien kan iemand mij op weg helpen..

[Xenion]

Erg veel ken ik er niet van, maar hier heb je misschien al iets aan:

De brug wordt niet enkel gebruikt om een onbekende weerstand te meten. In plaats van een weerstand te tunen en te mikken op die nulstroom kan je ook constante weerstanden gebruiken en de resulterende stroom als een output signaal beschouwen. Je hebt dan een sensor gemaakt (zie hier).

Betreft de temperatuur-(on)afhankelijkheid:

Stel dat je een brug hebt gemaakt. Je weet dat er geen stroom door de middentak zal lopen als R2/R1 = Rx/R3.

Stel dat je nu R1 en R3 gelijk kiest, dan is de brug in evenwicht als R2 = Rx. Als Rx en R2 nu beide rekstrookjes zijn en je brengt die in thermisch contact, dan zal het effect van een temperatuursverandering hetzelfde zijn voor beide weerstanden en zal de brug niet uit evenwicht gebracht worden. Als je dan een stroom meet in de middentak, dan zal die afkomstig zijn van een druk op Rx.

Als je enkel en alleen naar de waarde van Rx zou kijken (zonder de brug), dan meet je ook de variaties door de temperatuur.

[In physics I trust]

Mogelijk kan je een bespreking geven van quarter bridge, half bridge, full bridge (telkens met stijgende nauwkeurigheid). Je kan een overzicht geven van de verschillende configuraties waarin je de rekstrookjes gaat aanbrengen (bijvoorbeeld: een staaf in trek, waarbij je zowel bovenaan als onderaan dezelfde configuratie hanteert, gaat steeds een nul-output geven, bij een buigproef ligt dat weer anders.

Je kan eveneens bespreken waarom er voor een Wheatstone-brug wordt gekozen, en geen current injection of ballast circuit.

Ik heb vorige week een examen afgelegd over 'experimental techniques in civil engineering', dus afhankelijk van hoe dringend het is (ik heb nu examens) kan ik je er wel met verder helpen.