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: 01.01.2016
Wörter: 241
Tags: #Messgeräte und Testgeräte
Links: A/D (AD-Wandler), Brückenschaltung, DMS (Dehnungsmessstreifen), Differenzverstärker, Digitalsignal