「科学の核心は測定です」。 測定には、ブリッジ回路を使用してあらゆる種類の電気および電子パラメータを見つけます。私たちは、電気 電子測定および計装のいくつかのブリッジについて研究しました。次の表は、さまざまなブリッジとその用途を示しています。
| S.No. | 橋の名前 | 決定するパラメータ |
| 1.1。 | ホイートストン | 未知の抵抗を測定する |
| 2.2。 | アンダーソン | コイルの自己インダクタンスを測定する |
| 3.3。 | De-sauty | 静電容量の非常に小さな値を測定する |
| 4.4。 | マクスウェル | 未知のインダクタンスを測定する |
| 5.5。 | ケルビン | 1オーム未満の未知の電気抵抗器を測定するために使用されます。 |
| 6.6。 | ワイン | 抵抗と周波数の観点からの静電容量の測定 |
| 7。 | ヘイ | 高い値の未知のインダクタの測定 |
ここでは、未知の抵抗の測定に使用されるホイートストンブリッジについて説明します。今日のデジタルマルチメータは、簡単な方法で抵抗を測定するのに役立ちます。しかし、これに対するホイートストンブリッジの利点は、ミリオームの範囲で非常に低い値の抵抗を測定できることです。
ホイートストンブリッジ
サミュエルハンタークリスティーは1833年にホイートストンブリッジを発明し、このブリッジは 1843年にチャールズホイートストン卿によって改良され普及しました。ホイートストンブリッジは、ブリッジを形成する4つの抵抗の相互接続です。回路内の4つの抵抗は、ブリッジのアームと呼ばれます。ブリッジは、2つの既知の抵抗、1つの可変抵抗、および検流計に接続された未知の抵抗の値を見つけるために使用されます。未知の抵抗の値を見つけるために、可変抵抗器を調整することによって検流計のたわみをゼロにしました。この点はホイートストンブリッジのバランス点として知られています。
導出
図からわかるように、R1とR2は既知の抵抗です。R3は可変抵抗器で、Rxは未知の抵抗器です。ブリッジはDC電源（バッテリー）に接続されています。
ブリッジが平衡状態にある場合、検流計に電流が流れていないはずであり、同じ電流I1がR1とR2に流れます。R3とRxについても同じことが言えます。つまり、R3とRxを流れる電流（I2）は同じままです。したがって、以下は、ブリッジが平衡状態にあるとき（ポイントCとDの間に電流が流れていないとき）の未知の抵抗値を見つけるための計算です。
V = IR（オームの法則による）VR1 = I1 * R1…式（1）VR2 = I1 * R2…式（2）VR3 = I2 * R3…式（3）VRx = I2 * Rx。..式（4）
平衡ブリッジ状態では、R1とR3の両端の電圧降下は同じであり、R2とR4の電圧降下も同じです。
I1 * R1 = I2 * R3…式（5）I1 * R2 = I2 * Rx…式（6）
式（5）と式（6）の分割について
R1 / R2 = R3 / Rx Rx =（R2 * R3）/ R1
したがって、ここから、未知の抵抗であるRxの値を取得します。したがって、これが、ホイートストンブリッジが未知の抵抗の測定に役立つ方法です。
操作
実際には、可変抵抗は、検流計を流れる電流の値がゼロになるまで調整されます。その時点で、この橋はバランスホイートストンブリッジと呼ばれます。可変抵抗のわずかな変化がバランス状態を混乱させる可能性があるため、検流計を介してゼロ電流を取得すると、高精度が得られます。
図に示すように、ブリッジR1、R2、R3、およびRxには4つの抵抗があります。ここで、R1とR2は未知の抵抗、R3は可変抵抗、Rxは未知の抵抗です。既知の抵抗の比率が調整された可変抵抗と未知の抵抗の比率に等しい場合、その状態では電流は検流計を流れません。
バランスの取れた状態で、
R1 / R2 = R3 / Rx
さて、この時点でR1 、 R2 、R3の値が得られているので、上記の式からRxの値を簡単に見つけることができます。
上記の条件から、
Rx = R2 * R3 / R1
したがって、検流計を流れる電流がゼロであるとすると、未知の抵抗の値はこの式で計算されます。
したがって、CとDの電圧が等しくなるポイントまでポテンショメータを調整する必要があります。その状態では、ポイントCとDを流れる電流はゼロになり、検流計の読み取り値はゼロになります。その特定の位置では、 ホイートストンブリッジが呼び出されます。バランスの取れた状態。この完全な操作は、以下のビデオで説明されています。
例
ホイートストンブリッジの概念を理解するための例を見てみましょう。アンバランスブリッジを使用して、ブリッジのバランスをとるためのRx（未知の抵抗）の適切な値を計算します。ポイントCとDの電圧降下の差がゼロの場合、ブリッジは平衡状態にあります。
回路図によると、
最初のアームADBの場合、
Vc = {R2 /（R1 + R2）} * Vs
上記の式に値を入れると、
Vc = {80 /（40 + 80）} * 12 = 8ボルト
セカンドアームACBの場合、
Vd = {R4 /（R3 + R4）} * Vs Vd = {120 /（360+ 120）} * 12 = 3ボルト
したがって、ポイントCとDの間の電圧差は次のようになります。
Vout = Vc-Vd = 8-3 = 5ボルト
CとDの電圧降下の差が正または負の場合（正または負は不平衡の方向を示します）、ブリッジが不平衡であることを示します。平衡を保つには、R4の代わりに異なる値の抵抗が必要です。
回路のバランスを取るために必要な抵抗R4の値は次のとおりです。
R4 =（R2 * R3）/ R1（バランスブリッジの状態） R4 = 80 * 360/40 R4 = 720オーム
したがって、ブリッジのバランスを取るために必要なR4の値は720Ωです。これは、ブリッジがバランスしている場合、CとDの両端の電圧降下の差がゼロであり、720Ωの抵抗を使用できる場合、電圧差がゼロになるためです。
アプリケーション
- 主に、ミリオームの範囲を持つ非常に低い値の未知の抵抗の測定に使用されます。
- ホイートストンブリッジでバリスタを使用する場合、静電容量、インダクタンス、インピーダンスなどのいくつかのパラメータの値を特定することもできます。
- オペアンプを備えたホイートストンブリッジを使用することにより、温度、ひずみ、光などのさまざまなパラメータの測定に役立ちます。