요즘 휘트 스톤 브리지를 사용해야합니까?

스트레인 게이지를 측정 할 때는 휘트 스톤 브리지가 역사적 선택입니다.

입력 임피던스 증폭기가 높고 브리지 전력 전압 V 가 높은 1/4 휘트 스톤 브리지 ( 일반적으로 $350 \Omega$ (?)) 에서 브리지 출력 전압과 저항의 브리지 비율은 1/4이며, 이는 안정된 전압 레퍼런스 V / 2 와 비교하여 출력 전압 사이의 전압 분배기 .$V$$V/2$

전압 레퍼런스가있는 전압 분배기는 약 35.16nV / rtHz의 전압 잡음 (35nV / rtHz의 전압 레퍼런스에서 2 개의 저항으로)과 휘트 스톤 브리지에서 4.86nV / rtHz의 전압 노이즈 (4 개의 저항에서)를 갖습니다. 대부분의 ADC 시스템 (즉, 24 비트, 0-5V 범위 : 300nV 해상도)에 충분해야합니다 (?).

$0.02\%$ $2 \ ppm/C^\circ$$4\ ppm/C^\circ$$0.005\%$$2 \ ppm/C^\circ$$8 \ ppm/C^\circ$

따라서 왜 휘트 스톤 브리지를 사용하는 것이 귀찮습니까?

누락 된 것은 Wheatstone 브리지를 사용하는 일반적인 목적은 두 센서의 균형을 맞추는 것입니다. 즉. 휘트 스톤 브리지를 사용할 때 일반적으로 두 개의 가변 저항 또는 전류 소스가 있습니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

측정 할 센서가 하나만 있고 균형을 맞추고 싶은 센서가 두 개가 아니라면 휘트 스톤 브리지가 이상적인 방법은 아니라는 결론을 내릴 수 있습니다.

전압 레퍼런스 버전을 사용할 때의 문제점은 회로가 두 개의 정확한 전압 소스 인 V와 Vref의 차이에 의존한다는 것입니다. 휘트 스톤 브리지에는 단 하나의 전압 소스가 있으며 약간의 오류 취소가 있습니다.

정확한 전압 레퍼런스는 잡음이 많고 정확도를 잃지 않고 필터링하기가 어렵습니다. 전압에 대한 장기 안정성은 우수하지만 단기 안정성은 좋지 않습니다.

휘트 스톤 브리지와 그 변형은 여전히 ​​측정 장비 설계에 널리 사용됩니다. 저항 노이즈가 아닌 실제 측정 오류가 많이 있으며 브리지 회로가 종종 도움이됩니다.