Wheatstone-Brücke

Die Wheatstone-Brücke ist die klassische Brückenschaltung für eine Messbrücke. Sie ist nach ihrem Erfinder, dem britischen Physiker Charles Wheatstone benannt, und eignet sich für die Messung von Widerständen. Die Wheatstone-Brücke ist symmetrisch aufgebaut und besteht aus zwei Spannungsteilern mit den Widerständen R1, R2, R3 und Rx, die parallel zueinander liegen. Gemessen wird der Spannungsabfall am Brückenzweig.

Bei der Wheastone-Brücke spielt das Verhältnis der Spannungsteiler von R1/R2 zu R3/Rx die entscheidende Rolle. Sind die Verhältnisse gleich, sind auch die Spannungsabfälle in den beiden Brückenarmen gleich und die Spannungsdifferenz am Brückenzweig ist 0 Volt. Dabei spielt es keine Rolle ob das Verhältnis der Widerstandswerte 1:1 oder 1:100 ist. Ändern sich die Verhältnisse minimal, dann tritt am Brückenzweig eine Spannungsdifferenz auf.

Aufbau der Wheatstone-Brücke

Aufbau der Wheatstone-Brücke

Die Widerstandsmessung selbst basiert auf einem Vergleichswiderstand. Im Fall von Rx ist der Vergleichswiderstand R3. Dieser wird solange verändert, bis das Verhältnis von R3/Rx dem von R1/R2 entspricht. Aus dem Verhältnis lässt sich dann der Widerstandswert von Rx ermitteln: Rx entspricht R2/R1 x R3.

Da die Wheatstone-Brücke sehr empfindlich ist, wird sie als Messbrücke mit Dehnungsmessstreifen ( DMS) und anderen resistiven Sensoren eingesetzt. Dabei wird der zu messende Widerstand Rx durch den Dehnungsmessstreifen ersetzt. Die verursachte Spannungsänderung wird in einem Differenzverstärker verstärkt und in einem AD-Wandler in ein Digitalsignal gewandelt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Wheatstone-Brücke
Englisch: Wheatstone bridge
Veröffentlicht: 02.01.2016
Wörter: 240
Tags: Mess-/Testgeräte
Links: Brücke, Brückenschaltung, Messung, Spannungsteiler, Receiver
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