Γιατί η γέφυρα Wheatstone είναι ακατάλληλη για τη μέτρηση της αντίστασης του νόμου;

Η γέφυρα Wheatstone είναι ένα όργανο ακριβείας που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των άγνωστων αντιστάσεων με την εξισορρόπηση δύο ποδιών του κυκλώματος γέφυρας. Ενώ η γέφυρα Wheatstone είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική στη μέτρηση ενός ευρέος φάσματος αντιστάσεων, αντιμετωπίζει ορισμένους περιορισμούς όσον αφορά τη μέτρηση πολύ χαμηλών αντιστάσεων. Αυτοί οι περιορισμοί προκύπτουν λόγω πολλών παραγόντων:

1. Θερμικό EMF :Η γέφυρα Wheatstone λειτουργεί με την αρχή της εξισορρόπησης της γέφυρας για να αποκτήσει μηδενική εκτροπή στο γαλβανόμετρο. Ωστόσο, κατά τη μέτρηση των χαμηλών αντιστάσεων, η παρουσία θερμικής ηλεκτρομαγνητικής δύναμης (EMF) μπορεί να εισαγάγει σφάλματα. Το θερμικό EMF προκύπτει λόγω διαφορών θερμοκρασίας στις διασταυρώσεις των ανόμοιων μετάλλων στο κύκλωμα της γέφυρας. Αυτές οι παραλλαγές μικρής τάσης μπορούν να παρεμβαίνουν στην ακριβή μέτρηση των χαμηλών αντιστάσεων.

2. Αντίσταση επαφής :Κατά τη μέτρηση των χαμηλών αντιστάσεων, η αντίσταση επαφής μεταξύ των ακροδεκτών της γέφυρας και της άγνωστης αντίστασης μπορεί να γίνει σημαντική. Αυτό μπορεί να εισαγάγει πρόσθετη αντίσταση στο κύκλωμα, επηρεάζοντας την ακρίβεια της μέτρησης. Οι αξιόπιστες και συνεπείς επαφές είναι ζωτικής σημασίας για την ελαχιστοποίηση της αντίστασης των επαφών και την εξασφάλιση ακριβών αναγνώσεων.

3. Αντίσταση μολύβδου :Η αντίσταση των συνδέσεων που χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση της άγνωστης αντίστασης στο κύκλωμα της γέφυρας μπορεί επίσης να επηρεάσει την ακρίβεια της μέτρησης. Για μετρήσεις χαμηλής αντοχής, ακόμη και μικρές αντιστάσεις μολύβδου μπορούν να εισαγάγουν σφάλματα. Για να ελαχιστοποιηθούν αυτό το αποτέλεσμα, τα κλιπ χαμηλής αντοχής ή τα κλιπ Kelvin χρησιμοποιούνται συχνά για την εξάλειψη της επίδρασης της αντίστασης μολύβδου.

4. Ανάλυση του γαλβανόμετρου :Η ευαισθησία και η ανάλυση του γαλβανόμετρου που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα της γέφυρας καθίστανται κρίσιμα όταν μέτρησαν χαμηλές αντιστάσεις. Απαιτείται ένα γαλβανόμετρο με υψηλή ευαισθησία για την ανίχνευση ανισορροπιών μικρής τάσης στη γέφυρα, οι οποίες μπορεί να είναι προκλητικές όταν ασχολούνται με χαμηλές αντιστάσεις.

5. Αδυναμία χωρητικότητα :Όταν εργάζεστε με χαμηλές αντιστάσεις, η αδέσποτη χωρητικότητα στο κύκλωμα μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια της μέτρησης. Η χωρητικότητα μπορεί να εισαγάγει μετατοπίσεις φάσης και στρεβλώσεις στο κύκλωμα της γέφυρας, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη μιας τέλειας ισορροπίας.

6. Εύρος μέτρησης :Η γέφυρα Wheatstone είναι εγγενώς περιορισμένη στην ικανότητά της να μετρήσει εξαιρετικά χαμηλές αντιστάσεις. Η ανάλυση και η ακρίβεια του οργάνου καθίστανται συμβιβασμένες όταν η άγνωστη αντίσταση πέφτει κάτω από ένα συγκεκριμένο όριο. Οι εξειδικευμένες τεχνικές και τα όργανα χρησιμοποιούνται συχνά για τη μέτρηση των πολύ χαμηλών αντιστάσεων αποτελεσματικά.

Λόγω αυτών των προκλήσεων, οι εναλλακτικές μέθοδοι και τα όργανα χρησιμοποιούνται συνήθως για την ακριβή μέτρηση των χαμηλών αντιστάσεων. Αυτές οι μέθοδοι περιλαμβάνουν άμεση μέτρηση χρησιμοποιώντας ψηφιακά πολυμέτρα, τεχνικές τεσσάρων τερματικών ανίχνευσης, μικρο-οχμμετρικά και άλλες εξειδικευμένες τεχνικές μέτρησης που σχεδιάστηκαν ειδικά για τη μέτρηση χαμηλών αντιστάσεων με υψηλή ακρίβεια και ακρίβεια.