Pont de mesura Wheatstone i el seu ús
Un dels més populars circuits pont, utilitzat encara avui en instruments de mesura i en laboratoris elèctrics, és el pont de mesura de Wheatstone, que porta el nom de l'inventor anglès Charles Wheatstone, que va proposar aquest esquema per mesurar la resistència ja l'any 1843.
El pont de mesura de Wheatstone és essencialment un anàleg elèctric de l'equilibri del feix farmacèutic, ja que aquí s'utilitza un mètode similar de mesura de compensació.
El principi de funcionament del pont de mesura es basa en l'equalització dels potencials dels terminals mitjans de dues branques de resistències connectades en paral·lel, cada branca té dues resistències. Com a part d'una de les branques, s'inclou una resistència el valor de la qual voleu saber i, a l'altra, una resistència amb una resistència ajustable (reòstat o potenciòmetre).
Variant suaument el valor de la resistència de la resistència ajustable, s'obté una lectura zero a l'escala del galvanòmetre inclosa en la diagonal entre els punts mitjans de les dues branques esmentades.En condicions en què el galvanòmetre llegeix zero, els potencials dels punts mitjans seran iguals i, per tant, es pot calcular fàcilment la resistència desitjada.
És evident que a més de resistències i galvanòmetre, el circuit ha de tenir una alimentació per al pont, a la figura es mostra com a cel·la galvànica E. El corrent flueix del positiu al negatiu, mentre es divideix entre les dues branques en proporció inversa a les seves resistències.
Si les resistències superior i inferior del braç del pont són iguals en parells, és a dir, quan els braços són exactament iguals, no hi ha cap motiu perquè el corrent aparegui a través de la diagonal, ja que la diferència de potencial entre els punts de connexió del galvanòmetre és zero. En aquest cas, es diu que el pont està equilibrat o equilibrat.
Si les resistències superiors són iguals i les inferiors no, el corrent fluirà en diagonal, des del braç de major resistència al braç de menor resistència, i l'agulla del galvanòmetre es desviarà en la direcció adequada.
Per tant, si els potencials dels punts als quals està connectat el galvanòmetre són iguals, les proporcions dels valors de les resistències superior i inferior dels braços seran iguals entre si. Així, igualant aquestes relacions, obtenim una equació amb una incògnita. Les resistències R1, R2 i R3 s'han de mesurar amb alta precisió inicialment, llavors la precisió de trobar la resistència Rx (R4) serà alta.
El circuit del pont de Wheatstone s'utilitza sovint per mesurar la temperatura quan s'encén una de les branques del pont termòmetre de resistència com a resistència desconeguda.En qualsevol cas, com més gran sigui la diferència de resistències a les branques, més gran serà el corrent que travessa la diagonal, i quan canviï la resistència, també canviarà el corrent diagonal.
Aquesta propietat del pont de Wheatstone és tan valorada per aquells que resolen problemes de control i mesura i desenvolupen esquemes de control i automatització. El menor canvi de resistència en una de les branques provoca un canvi en el corrent pel pont, i aquest canvi queda registrat. En lloc d'un galvanòmetre, es pot incloure un amperímetre o un voltímetre a la diagonal del pont, depenent del circuit particular i de la finalitat de l'estudi.
En general, amb el pont de Wheatstone, podeu mesurar diverses magnituds: deformació elàstica, il·luminació, humitat, capacitat calorífica, etc. n'hi ha prou amb incloure el sensor corresponent al circuit en lloc de la resistència mesurada, l'element sensible de la qual serà poder canviar la resistència és coherent amb el canvi de valor mesurat, encara que no sigui elèctric. Normalment, en aquests casos es connecta un pont de Wheatstone mitjançant ADC, i processament posterior del senyal, visualització d'informació a la pantalla, accions basades en les dades rebudes, tot això segueix sent una qüestió de tecnologia.