ຄູ່ມືຂົວ Wheatstone: ການກໍ່ສ້າງ, ຫຼັກການເຮັດວຽກ, ແບບແຜນ, ໂຄງສ້າງ ແລະ ການນໍາໃຊ້

ຂົວ Wheatstone ເປັນຫມວດທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າດ້ວຍຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ. ໂດຍ ການ ປຽບ ທຽບ ອັດຕາ ການ ຕ້ານ ທານ ແລະ ໃຊ້ ເງື່ອນ ໄຂ ຂອງ ຂົວ ທີ່ ສົມ ດຸນ, ມັນ ສາ ມາດ ກໍາ ນົດ ຄວາມ ຕ້ານ ທານ ທີ່ ບໍ່ ຮູ້ ຈັກ ໄດ້ ຢ່າງ ຖືກຕ້ອງ.

ຄ1. ຂົວ Wheatstone ແມ່ນຫຍັງ?

ຄ2. ການກໍ່ສ້າງຂົວ Wheatstone

ຄ3. ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງຂົວ Wheatstone

ຄ4. Wheatstone Bridge Formula ແລະ ຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່

ຄ5. ຄວາມຮູ້ສຶກຂອງຂົວ Wheatstone

ຄ6. ແຫຼ່ງຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປໃນຂົວ Wheatstone

ຄ7. ປະເພດຂອງໂຄງສ້າງຂົວ Wheatstone

ຄ8. ຂົວ Wheatstone with Sensors

ຄ9. ການນໍາໃຊ້ຂົວ Wheatstone

ຄ10. Wheatstone Bridge vs Kelvin Bridge

ຄ11. ສະຫລຸບ

ຄ12. ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

ຂົວ Wheatstone ແມ່ນຫຍັງ?

ຂົວ Wheatstone ແມ່ນຫມວດວັດແທກຄວາມຕ້ານທານທີ່ພົບຄວາມຕ້ານທານທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກໂດຍການສົມດຸນສອງດ້ານຂອງເຄືອຂ່າຍຂົວ. ເມື່ອຂົວມີຄວາມສົມດຸນ (ບໍ່ມີກະແສໄຫຼຜ່ານສາຂາຂອງເຄື່ອງຈັບ), ຄວາມຕ້ານທານທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກຈະຖືກກໍານົດຈາກອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມຕ້ານທານອື່ນໆ.

ການກໍ່ສ້າງຂົວ Wheatstone

ຂົວ Wheatstone ຖືກ ສ້າງ ຂຶ້ນ ໂດຍ ໃຊ້ ແຂນ ຕ້ານທານ ສີ່ ແຂນ ທີ່ ຕິດ ຕໍ່ ກັນ ເປັນ ວົງ ກົມ ປິດ. ແຂນສອງແຂນເຫຼົ່ານີ້ມີຕົວຕ້ານທານທີ່ມີຄ່າທີ່ຮູ້ຈັກ, ແຂນຫນຶ່ງມີຕົວຕ້ານທານທີ່ປ່ຽນແປງ (ປັບປ່ຽນໄດ້) ແລະ ແຂນທີສີ່ມີຕົວຕ້ານທານທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກເຊິ່ງຈະຖືກວັດແທກ. ເພື່ອດໍາເນີນການຂົວ, ແຫຼ່ງພະລັງງານ (EMF supply) ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ຂ້າມສອງຈຸດກົງກັນຂ້າມຂອງເຄືອຂ່າຍ, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວມີຊື່ວ່າ A ແລະ B, ດັ່ງນັ້ນກະແສຈຶ່ງສາມາດໄຫຼຜ່ານຫມວດໄດ້. ຈາກນັ້ນ galvanometer ຈະຕິດຕໍ່ລະຫວ່າງສອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ກັນ, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວເອີ້ນວ່າ C ແລະ D, ຊຶ່ງເປັນຈຸດກາງລະຫວ່າງຕົວຕ້ານທານໃນແຕ່ລະຂ້າງຂອງຂົວ. ເຄື່ອງ ແທກ ແກ໊ດ ຊີ້ ບອກ ວ່າ ກະ ແສ ກໍາ ລັງ ແລ່ນ ຜ່ານ ຈຸດ ກາງ ນີ້ ຫລື ບໍ່: ຖ້າ ມັນ ບິດ ເບືອນ, ຂົວ ຈະ ບໍ່ ສົມ ດຸນ, ແລະ ຖ້າ ຫາກ ມັນ ບໍ່ ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ການ ບິດ ເບືອນ, ຂົວ ກໍ ມີ ຄວາມ ສົມ ດຸນ.

ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງຂົວ Wheatstone

ຂົວ Wheatstone ທໍາ ງານ ຕາມ ຫລັກ ທໍາ ການ ບິດ ເບືອນ. ມັນສົມທຽບອັດຕາການຕ້ານທານສອງຢ່າງໃນເຄືອຂ່າຍຂົວ. ເມື່ອອັດຕາສ່ວນເຫຼົ່ານີ້ເທົ່າກັນ, ຈຸດກາງສອງຈຸດຂອງຂົວ (ຈຸດ C ແລະ D) ຈະບັນລຸຄວາມສາມາດທາງໄຟຟ້າເທົ່າກັນ. ເພາະ ບໍ່ ມີ ຄວາມ ແຕກ ຕ່າງ ລະຫວ່າງ C ແລະ D, ບໍ່ ມີ ກະ ແສ ທີ່ ໄຫລ ຜ່ານ galvanometer, ແລະ galvanometer ສະ ແດງ ໃຫ້ ເຫັນ ວ່າ ບໍ່ ມີ ການ ບິດ ເບືອນ.

ເງື່ອນໄຂຂອງຂົວ

ຂົວ ທີ່ ບໍ່ ສົມ ດຸນ

• ມີຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງຈຸດ C ແລະ D

• ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານ galvanometer

• ນີ້ຊີ້ບອກວ່າອັດຕາສ່ວນການຕ້ານທານບໍ່ເທົ່າກັນ

ຂົວ ທີ່ ສົມ ດຸນ

• แรงดันທີ່ຈຸດ C ແລະ D ເທົ່າກັນ

• ບໍ່ມີກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານ galvanometer

• ຂົວ ຢູ່ ທີ່ null (zero deflection)

ເງື່ອນໄຂຄວາມສົມດຸນ:

R1/R2=R3/Rx

ເມື່ອຂົວມີຄວາມສົມດຸນ, ຄວາມຕ້ານທານທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສາມາດພົບໄດ້ໂດຍການຈັດຕຽມໃຫມ່:

Rx=(R2⋅R3)/R1

Wheatstone Bridge Formula ແລະ ຕົວຢ່າງການຄິດໄລ່

ຂໍໃຫ້ພິຈາລະນາຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ໄປນີ້ໃນຫມວດຂົວ:

• R1 ແລະ R2 → ຕ້ານທານ ທີ່ ຮູ້ຈັກ

• R3 → ຕົວຕ້ານທານທີ່ປ່ຽນແປງ

• Rx (R4) → ບໍ່ຮູ້ຈັກ resistor

ສົມມຸດວ່າ:

• ກະແສຜ່ານສາຂາ ACB = i1

• ກະແສຜ່ານສາຂາ ADB = i2

Voltage ຫລຸດລົງ

ອີງຕາມກົດຫມາຍຂອງໂອມ:

V₁ = i₁R₁

V₂ = i₁R₂

V₃ = i₂R₃

Vx = i₂Rx

ສໍາລັບຂົວທີ່ສົມດຸນ, แรงดันທີ່ຈຸດ C ແລະ D ເທົ່າກັນ. ດັ່ງນັ້ນ:

i₁R₁ = i₂R₃

i₁R₂ = i₂Rx

ການແບ່ງສອງສົມມຸດຈະໃຫ້ເງື່ອນໄຂຄວາມສົມດຸນ:

R₁ / R₂ = R₃ / Rx

ການຕໍ່ຕ້ານທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກຈະກາຍເປັນ:

Rx = (R₂ / R₁) × R₃

ສົມມຸດນີ້ແມ່ນຄວາມສໍາພັນພື້ນຖານທີ່ໃຊ້ເພື່ອກໍານົດຄວາມຕ້ານທານທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກໃນຂົວ Wheatstone.

ຕົວຢ່າງ: ຂົວທີ່ສົມດຸນແລະບໍ່ສົມດຸນ

ຂໍ ໃຫ້ ພິ ຈາ ລະ ນາ ຄຸນ ຄ່າ ດັ່ງ ຕໍ່ ໄປ ນີ້:

• R1 = 50 Ω

• R2 = 100 Ω

• R3 = 40 Ω

• R4 = 120 Ω

แรงดัน Vs = 10 V

Voltage ທີ່ຈຸດ C

VC = R2 / (R1 + R2) × Vs

VC = 100 / (50 + 100) × 10

VC = 6.67 V

Voltage ທີ່ຈຸດ D

VD = R4 / (R3 + R4) × Vs

VD = 120 / (40 + 120) × 10

VD = 7.5 V

แรงดันອອກ:

Vout = VC − VD

Vout = 6.67 − 7.5

Vout = −0.83 V

ເນື່ອງຈາກแรงดันອອກບໍ່ເປັນศูนย์, ຂົວຈຶ່ງບໍ່ສົມດຸນ.

ການຊອກຫາຄຸນຄ່າທີ່ສົມດຸນຂອງ R4

ການໃຊ້ສົມມຸດດຸນ:

R1 / R2 = R3 / R4

R4 = (R2 / R1) × R3

R4 = (100 / 50) × 40

R4 = 80 Ω

ເມື່ອ R4 = 80 Ω, ຂົວ Wheatstone ຈະ ມີ ຄວາມ ສົມ ດຸນ.

ຄວາມ ຮູ້ສຶກ ໄວ ຂອງ ຂົວ Wheatstone

ຄວາມ ຮູ້ສຶກ ຂອງ ຂົວ Wheatstone ຫມາຍ ເຖິງ ປະສິດທິພາບ ຂອງ ຂົວ ທີ່ ສາມາດ ພົບ ເຫັນ ການ ປ່ຽນ ແປງ ເລັກ ນ້ອຍ ຂອງ ການ ຕ້ານທານ. ຂົວທີ່ມີຄວາມຮູ້ສຶກສູງເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງທີ່ສັງເກດເຫັນໄດ້ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຕ້ານທານຈະແຕກຕ່າງກັນພຽງເລັກຫນ້ອຍ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນປະໂຫຍດໂດຍສະເພາະສໍາລັບການວັດແທກທີ່ຖືກຕ້ອງແລະການນໍາໃຊ້ sensor.

ມີປັດໄຈຫຼາຍຢ່າງທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຮູ້ສຶກໄວ. ມັນຈະດີຂຶ້ນເມື່ອຕ້ານທານໃນຂົວໃກ້ຊິດກັນ, ເພາະການປ່ຽນແປງເລັກໆນ້ອຍໆຈະສ້າງສັນຍານຄວາມບໍ່ສົມດຸນທີ່ແຈ່ມແຈ້ງຂຶ້ນ. แรงดันທີ່ສູງກວ່າສາມາດເພີ່ມການຕອບສະຫນອງຂອງຜົນຜະລິດໄດ້ຕາບໃດທີ່ມັນຍັງຢູ່ໃນຂອບເຂດທີ່ປອດໄພສໍາລັບສ່ວນປະກອບ. ເຄື່ອງ ຈັບ ກໍ ມີ ບົດບາດ ສໍາຄັນ ຄື ກັນ, ບໍ່ ວ່າ ຈະ ເປັນ ເຄື່ອງ ແທກ ແກ໊ດ ຫລື ຫມວດ ຮູ້ສຶກ ທີ່ ໃຊ້ ເຄື່ອງ ຂະຫຍາຍ, ເພາະ ເຄື່ອງ ຈັບ ທີ່ ດີກວ່າ ສາມາດ ບັນທຶກ ຄວາມ ແຕກ ຕ່າງ ຂອງ แรงดัน ນ້ອຍກວ່າ.

ສຸດທ້າຍ, ຄວາມຮູ້ສຶກຈະແຂງແຮງທີ່ສຸດເມື່ອຂົວເຮັດວຽກໃກ້ກັບສະພາບທີ່ສົມດຸນ, ບ່ອນທີ່ແມ່ນແຕ່ການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານເລັກໆນ້ອຍໆກໍ່ໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຜົນຜະລິດທີ່ວັດແທກໄດ້. ໃນ ການ ປະຕິບັດ, ຂົວ ຈະ ມີ ຄວາມ ຮູ້ສຶກ ໄວ ຫລາຍ ທີ່ ສຸດ ເມື່ອ ຄຸນຄ່າ ຂອງ resistor ຄ້າຍຄື ກັນ ແລະ ຫມວດ ຖືກ ປັບ ໃຫ້ ດໍາ ເນີນ ງານ ໃກ້ ກັບ ຄວາມ ສົມ ດຸນ.

ແຫຼ່ງຄວາມຜິດພາດທົ່ວໄປໃນຂົວ Wheatstone

ການຕ້ານທານການນໍາພາ ແລະ ການຕິດຕໍ່

ການເຊື່ອມຕໍ່ສາຍ, terminal ແລະ ຈຸດຕິດຕໍ່ຈະເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານນ້ອຍໆທີ່ສາມາດປ່ຽນແປງສະພາບຄວາມສົມດຸນໂດຍສະເພາະເມື່ອວັດແທກຄ່າຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າ. ສໍາລັບການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າຫຼາຍ, ຂົວ Kelvin ເປັນທີ່ນິຍົມເພາະມັນຫລຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດຂອງການຕ້ານທານນໍາ/ການຕິດຕໍ່.

ຜົນກະທົບຂອງອຸນຫະພູມ

ການ ຕ້ານທານ ຈະ ປ່ຽນ ໄປ ຕາມ ອຸນຫະພູມ, ສະນັ້ນ ການ ປ່ຽນ ແປງ ຂອງ ສະພາບ ແວດ ລ້ອມ ຫລື ຄວາມ ຮ້ອນ ຂອງ resistor ສາມາດ ປ່ຽນ ອັດຕາ ສ່ວນ ຂອງ ຂົວ ແລະ ລົບ ກວນ ຄວາມ ສົມ ດຸນ. ການໃຊ້ຕົວຕ້ານທານທີ່ຖືກຕ້ອງທີ່ມີອັດຕາອຸນຫະພູມຕ່ໍາແລະຮັກສາສະພາບທີ່ຫມັ້ນຄົງຈະເພີ່ມຄວາມຖືກຕ້ອງ.

ຄວາມຮູ້ສຶກຂອງເຄື່ອງຈັບ (Galvanometer Requirement)

ຂົວ Wheatstone ຂຶ້ນຢູ່ກັບການກວດສອບຄວາມແຕກຕ່າງຂອງแรงดันນ້ອຍໆໃກ້ກັບຄວາມສົມດຸນ. ຖ້າເຄື່ອງແທກ galvanometer ຫຼື detector ບໍ່ຮູ້ສຶກໄວພຽງພໍ ອາດບໍ່ສັງເກດເຫັນຄວາມບໍ່ສົມດຸນເລັກນ້ອຍ ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ຜົນທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ. ລະບົບສະໄຫມໃຫມ່ມັກໃຊ້ເຄື່ອງຂະຫຍາຍເຄື່ອງມືເພື່ອປັບປຸງການກວດສອບ.

ຄວາມຮ້ອນຂອງຕົວຕ້ານທານ

ກະແສຜ່ານຕົວຕ້ານທານເຮັດໃຫ້ສູນເສຍພະລັງງານແລະຄວາມຮ້ອນ PI2R ເຊິ່ງສາມາດປ່ຽນຄ່າຄວາມຕ້ານທານແລະປ່ຽນຈຸດດຸນດ່ຽງ. ການໃຊ້ລະດັບກະແສຕໍ່າແລະຕ້ານທານທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງຊ່ວຍຫລຸດຜ່ອນຜົນກະທົບນີ້.

ການປັບປ່ຽນດ້ວຍຕົວເອງ ແລະ ຄວາມຜິດພາດຂອງມະນຸດ

ຄວາມສົມດຸນຂອງຂົວໂດຍໃຊ້ຕ້ານທານທີ່ປ່ຽນແປງສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຜິດພາດໃນການອ່ານແລະການປັບປ່ຽນຫນ້ອຍຫນຶ່ງ ໂດຍສະເພາະເມື່ອພະຍາຍາມບັນລຸການບິດເບືອນທີ່ແນ່ນອນ. ວິທີການດຸນດ່ຽງໂດຍອັດຕະໂນມັດ ຫຼື digital ຈະຫລຸດຜ່ອນຂໍ້ຈໍາກັດນີ້.

ຂອບເຂດຈໍາກັດທີ່ຄ່າຄວາມຕ້ານທານສູງຫຼາຍ

ຂົວ Wheatstone ມາດຕະຖານ ມີ ປະສິດທິພາບ ຫນ້ອຍ ກວ່າ ສໍາລັບ ຄວາມ ຕ້ານທານ ທີ່ ສູງ ເພາະ ກະ ແສ ທີ່ ໄຫລ ອອກ ມາ, ຄວາມ ຕ້ານທານ ຂອງ insulation ແລະ ການ ຕອບ ຮັບ ຂອງ detector ທີ່ ອ່ອນ ແອ ສາມາດ ກະທົບກະ ເທືອ ນຕໍ່ ຄວາມ ຖືກຕ້ອງ. ວິທີການວັດແທກພິເສດຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈະໃຊ້ສໍາລັບການທົດສອບຄວາມຕ້ານທານສູງ.

ການປ່ຽນແປງຂອງแรงดัน

ເຖິງແມ່ນວ່າວິທີການ null ລົດການເພິ່ງພາອາໄສแรงดันຂອງອຸປະກອນ, ແຕ່แรงดันທີ່ບໍ່ຫມັ້ນຄົງຍັງສາມາດມີຜົນກະທົບຕໍ່ການຕອບສະຫນອງແລະຄວາມຮູ້ສຶກຂອງເຄື່ອງຈັບ. ການສະຫນອງໄຟຟ້າທີ່ມີການຄວບຄຸມຈະປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງ.

ປະເພດຂອງໂຄງສ້າງຂົວ Wheatstone

ໂຄງສ້າງ Quarter-Bridge

ມີ ພຽງ ແຕ່ ແຂນ ດຽວ ເທົ່າ ນັ້ນ ທີ່ ມີ ສ່ວນ ປະກອບ ຂອງ ການ ຮູ້ສຶກ ທີ່ ເຂັ້ມ ແຂງ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ອີກ ສາມ ໂຕ ຕ້ານທານ ກໍ ຫມັ້ນຄົງ. ການຈັດຕັ້ງນີ້ງ່າຍແລະໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງກັບເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງດຽວ, ແຕ່ມັນໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກອຸນຫະພູມແລະຄວາມຕ້ານທານຂອງທາດນໍາ.

ການຕັ້ງຄ່າເຄິ່ງຂົວ

ແຂນສອງແຂນໃຊ້ສ່ວນປະກອບການຮູ້ສຶກທີ່ກະຕືລືລົ້ນ. ການຕັ້ງຄ່ານີ້ຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມຮູ້ສຶກໄວແລະສາມາດຫລຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບອຸນຫະພູມເມື່ອມີການວາງສ່ວນປະກອບທີ່ເຮັດວຽກຢ່າງມີຍຸດທະວິທີ.

ການຕັ້ງຄ່າ Full-Bridge

ແຂນທັງສີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງການຮູ້ສຶກ. ນີ້ເປັນການຈັດຕຽມທີ່ຮູ້ສຶກໄວທີ່ສຸດແລະໃຫ້ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນການວັດແທກທີ່ດີທີ່ສຸດ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງແລະຄວາມກົດດັນທີ່ຖືກຕ້ອງ.

ຂົວ Wheatstone ພ້ອມ ດ້ວຍ Sensors

ຂົວ Wheatstone ຖືກ ໃຊ້ ຢ່າງ ກວ້າງ ຂວາງ ໃນ ເຄື່ອງມື ເພາະ sensor ຫລາຍ ຢ່າງ ປ່ຽນ ຄວາມ ຕ້ານທານ ໃນ ການ ຕອບ ສະຫນອງ ຕໍ່ ສະພາບ ທາງ ຮ່າງກາຍ. ຂົວປ່ຽນການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານເລັກນ້ອຍໃຫ້ເປັນການປ່ຽນແປງຂອງแรงดันທີ່ວັດແທກໄດ້. ການໃຊ້ sensor ທົ່ວໄປລວມເຖິງ:

• Strain Gauges: Strain gauges ປ່ຽນຄວາມຕ້ານທານເມື່ອຢື້ຫຼືບັງຄັບ. ຂົວ Wheatstone ປ່ຽນການປ່ຽນແປງນີ້ເປັນแรงดันອອກທີ່ສົມທຽບກັບຄວາມເຄັ່ງຕຶງ.

• ອຸນຫະພູມ: RTD ແລະ thermistors ສາມາດໃຊ້ໃນຫມວດຂົວເພື່ອກວດສອບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມນ້ອຍໆຢ່າງຖືກຕ້ອງ.

• Pressure Sensors: ເຄື່ອງ ປ່ຽນ ຄວາມ ກົດ ດັນ ຫລາຍ ຢ່າງ ໃຊ້ ການ ຈັດ ຕຽມ ຂົວ ບ່ອນ ທີ່ ການ ເຄື່ອນ ໄຫວ ຂອງ diaphragm ປ່ຽນ ຄວາມ ຕ້ານ ທານ, ສ້າງ ສັນຍານ output ທີ່ ວັດ ແທກ ໄດ້.

• Light Sensors: Photoresistors ສາມາດໃຊ້ໃນຫມວດຂົວເພື່ອວັດແທກການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແສງໂດຍການປ່ຽນການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ານທານໃຫ້ເປັນການປ່ຽນແປງຂອງแรงดัน.

ການນໍາໃຊ້ອື່ນໆຂອງຂົວ Wheatstone

ການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານ

ຂົວ Wheatstone ມັກໃຊ້ເພື່ອວັດແທກຄວາມຕ້ານທານທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກໂດຍການປັບຫມວດຈົນຮອດສະພາບທີ່ສົມດຸນ (ບ່ອນທີ່ເຄື່ອງຈັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າບໍ່ມີກະແສ). ໃນຄວາມສົມດຸນ, ຄວາມຕ້ານທານທີ່ບໍ່ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງຈາກອັດຕາສ່ວນຂອງຕ້ານທານທີ່ຮູ້ຈັກ. ວິທີນີ້ມີປະສິດທິພາບເປັນພິເສດສໍາລັບຄ່າຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າເຖິງປານກາງ ເພາະມັນສາມາດກວດສອບຄວາມແຕກຕ່າງເລັກໆນ້ອຍໆໄດ້ຢ່າງຈະແຈ້ງ ແລະ ໃຫ້ຜົນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້.

ການວັດແທກປະລິມານໄຟຟ້າ

ຫຼັກການຂົວຍັງຖືກນໍາໃຊ້ໃນເຄືອຂ່າຍຂົວອື່ນໆທີ່ອອກແບບເພື່ອວັດແທກປະລິມານໄຟຟ້າໂດຍທາງອ້ອມ. ໂດຍການເລືອກສ່ວນປະກອບທີ່ເຫມາະສົມແລະໃຊ້ການປະເມີນທີ່ເຫມາະສົມ, ຫມວດຂົວສາມາດສົມທຽບທາດທີ່ບໍ່ຮູ້ຈັກກັບມາດຕະຖານທີ່ຮູ້ຈັກ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ວິທີການທີ່ອີງໃສ່ຂົວເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການກໍານົດ capacitance, inductance ແລະ impedance, ລວມທັງການວັດແທກ impedance AC ເມື່ອໃຊ້ການຈັດຕຽມຂອງຂົວທີ່ປ່ຽນແປງ.

ຫມວດການກວດສອບແລະຄວບຄຸມແສງສະຫວ່າງ

ໃນການນໍາໃຊ້ການສັງເກດແສງສະຫວ່າງ, photoresistor (LDR) ສາມາດໃຊ້ເປັນແຂນຫນຶ່ງຂອງຂົວເພື່ອໃຫ້ການປ່ຽນແປງຂອງລະດັບຄວາມສະຫວ່າງປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານໂດຍກົງ. ເມື່ອຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແສງແຕກຕ່າງກັນ, ຂົວຈະບໍ່ສົມດຸນແລະສ້າງแรงดันອອກທີ່ສະແດງເຖິງການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມສະຫວ່າງ. ຜົນອອກນີ້ສາມາດໃຊ້ເພື່ອຂັບໄລ່ເຄື່ອງຫມາຍ, ກະຕຸ້ນສັນຍານ ຫຼືຄວບຄຸມລະບົບແສງສະຫວ່າງອັດຕະໂນມັດເຊັ່ນ ໂຄມໄຟກາງຄືນ, ໄຟຟ້າຖະຫນົນ ແລະ ປິດໄຟ.

Wheatstone Bridge vs Kelvin Bridge

ສໍາລັບການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າຫຼາຍ, ຂົວ Kelvin ມັກຈະເປັນທີ່ນິຍົມເພາະມັນລົດຄວາມຜິດພາດທີ່ເກີດຈາກຄວາມຕ້ານທານຂອງນໍາພາ ແລະ ການຕິດຕໍ່.

ການສະຫລຸບ

ຂົວ Wheatstone ຍັງ ເປັນ ຫມວດ ພື້ນຖານ ໃນ ການ ວັດ ແທກ ແລະ ເຄື່ອງມື ໄຟຟ້າ. ຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ, ຄວາມຮູ້ສຶກໄວຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ານທານເລັກນ້ອຍ ແລະ ຄວາມສອດຄ່ອງກັບเซ็นเซอร์ເຮັດໃຫ້ມັນມີຄຸນຄ່າທັງໃນການທົດລອງແບບເກົ່າແລະລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ທັນສະໄຫມ. ຈາກ ການ ວັດ ແທກ ຄວາມ ຕ້ານ ທານ ຂັ້ນພື້ນຖານ ຈົນ ເຖິງ ການ ຄວບ ຄຸມ ຄອມ ພິວ ເຕີ ທີ່ ກ້າວຫນ້າ, ຂົວ Wheatstone ຍັງ ສົ່ງ ເສີມ ການ ແກ້ ໄຂ ການ ວັດ ແທກ ທີ່ ແນ່ນອນ ແລະ ໄວ້ ວາງ ໃຈ ໄດ້.

ຄໍາຖາມທີ່ຖາມເລື້ອຍໆ [FAQ]

ເປັນຫຍັງຂົວ Wheatstone ຈຶ່ງຖືກຕ້ອງຫຼາຍກວ່າການໃຊ້ ohmmeter ທໍາມະດາ?

ຂົວ Wheatstone ວັດແທກຄວາມຕ້ານທານໂດຍໃຊ້ວິທີຄວາມສົມດຸນ (null) ແທນທີ່ຈະວັດແທກກະແສຫຼືแรงดันໂດຍກົງ. ເມື່ອຂົວມີຄວາມສົມດຸນ, ບໍ່ມີກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານເຄື່ອງຈັບ, ຊຶ່ງຫລຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດໃນການວັດແທກທີ່ເກີດຈາກການປະເມີນເຄື່ອງມື, ການປ່ຽນແປງຂອງแรงดัน ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຂອງເຄື່ອງຈັບ. ການປຽບທຽບຕາມອັດຕາສ່ວນນີ້ໃຫ້ຄວາມແນ່ນອນສູງກວ່າ ໂດຍສະເພາະສໍາລັບຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມຕ້ານທານເລັກນ້ອຍ.

ຂົວ Wheatstone ສາມາດວັດແທກຄຸນຄ່າຄວາມຕ້ານທານທີ່ສູງຫຼາຍໄດ້ບໍ?

ຂົວ Wheatstone ມາດຕະຖານມີປະສິດທິພາບຫຼາຍທີ່ສຸດສໍາລັບຂອບເຂດຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າເຖິງປານກາງ, ຕາມປົກກະຕິແລ້ວຈາກສອງສາມໂອມເຖິງປະມານ 1 MΩ. ການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານທີ່ສູງຫຼາຍອາດເປັນເລື່ອງຍາກເພາະກະແສທີ່ໄຫຼອອກ, ຄວາມຕ້ານທານຂອງฉนวน ແລະຄວາມຮູ້ສຶກຂອງເຄື່ອງຈັບສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຜິດພາດໄດ້. ຫມວດຂົວພິເສດຫຼືວິທີການວັດແທກແບບ digital ມັກໃຊ້ສໍາລັບການວັດແທກຄວາມຕ້ານທານສູງ.

ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນຖ້າຂົວ Wheatstone ບໍ່ສົມດຸນຢ່າງສົມບູນ?

ຖ້າຂົວບໍ່ສົມດຸນ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງแรงดันຈະເກີດຂຶ້ນລະຫວ່າງຈຸດກາງ, ເຮັດໃຫ້ກະແສໄຫຼຜ່ານເຄື່ອງຈັບ. ກະ ແສ ນີ້ ສ້າງ แรงดัน output ທີ່ ວັດ ແທກ ໄດ້ ຊຶ່ງ ບົ່ງ ບອກ ເຖິງ ທິດ ທາງ ແລະ ຄວາມ ໃຫຍ່ ໂຕ ຂອງ ຄວາມ ບໍ່ ສົມ ດຸນ. ໃນການນໍາໃຊ້ sensor ຫຼາຍຢ່າງ, voltage ທີ່ບໍ່ສົມດຸນນ້ອຍໆນີ້ຖືກວັດແທກໂດຍເຈດຕະນາເພື່ອກວດສອບການປ່ຽນແປງທາງກາຍະພາບເຊັ່ນ ຄວາມເຄັ່ງຕຶງ, ຄວາມກົດດັນ ຫຼືອຸນຫະພູມ.

ເປັນຫຍັງຂົວ Wheatstone ຈຶ່ງໃຊ້ກັບເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ?

ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຄັ່ງຕຶງເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານເລັກນ້ອຍເມື່ອວັດສະດຸຢື້ຫຼືບັງຄັບ. ຂົວ Wheatstone ຂະຫຍາຍຜົນກະທົບຂອງການປ່ຽນແປງເລັກໆນ້ອຍໆເຫຼົ່ານີ້ໂດຍການປ່ຽນມັນໃຫ້ເປັນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງแรงดันທີ່ວັດແທກໄດ້. ສິ່ງ ນີ້ ເຮັດ ໃຫ້ ຂົວ ເຫມາະ ສົມ ສໍາລັບ ການ ວັດ ແທກ ເຄື່ອງ ຈັກ ທີ່ ແນ່ນອນ ດັ່ງ ເຊັ່ນ load cells, ການ ທົດ ສອບ ໂຄງ ຮ່າງ ແລະ sensor ພະລັງ.

ຂົວ Wheatstone digital ແຕກຕ່າງຈາກຂົວແບບເກົ່າແນວໃດ?

ຂົວ Wheatstone ແບບ ທໍາ ມະ ດາ ໃຊ້ galvanometer ເພື່ອ ຊອກ ຫາ ການ ບິດ ເບືອນ, ໃນ ຂະນະ ທີ່ ຂົວ digital ສະ ໄຫມ ໃຫມ່ ປ່ຽນ ເຄື່ອງ ຈັບ ດ້ວຍ ເຄື່ອງ ຂະ ຫຍາຍ ເຄື່ອງ ມື, ເຄື່ອງ ປ່ຽນ ແປງ analog-to-digital (ADC) ແລະ microcontrollers. ລະບົບຄອມພິວເຕີເຫຼົ່ານີ້ສາມາດວັດແທກຄວາມບໍ່ສົມດຸນໂດຍອັດຕະໂນມັດ, ປັບປຸງຄວາມຮູ້ສຶກໄວ, ເຮັດໃຫ້ການບັນທຶກຂໍ້ມູນ ແລະ ຮວມເຂົ້າກັບລະບົບການເຝົ້າເບິ່ງ ແລະ ອັດຕະໂນມັດທີ່ທັນສະໄຫມ.