Alles Wichtige zur Wheatstone-Messbrücke: Aufbau & Abgleich
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- Опубликовано: 1 окт 2024
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Die Wheatstone'sche Messbrücke spielt eine zentrale Rolle in der elektrischen Messtechnik. Mit ihr ist es möglich, Sensorsignale (Temperatur, Licht, Dehnung, etc.) hochgenau zu messen und elektronisch auszuwerten (z.B. mit Operationsverstärkern).
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INHALT
2:55 Auswertung von Sensoren mit dem Spannungsteiler
6:20 Was ist eine Wheatstone-Messbrücke?
9:54 Abgleichbedingungen der Wheatstone-Messbrücke
11:04 Beispielaufgabe „Sensormessung auswerten“
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LINKS
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ÜBER
Andreas Haja arbeitet als Professor an der Hochschule Emden/Leer und ist seit mehreren Jahren in der Ingenieurausbildung tätig. Ziel seines Kanals “Elektronik & Programmieren” ist es, Theorie und Praxis so zu vermitteln, dass Lernen mit Spaß und Neugierde verbunden ist.
Studieren in den 2020er Jahren kann so viel mehr sein, als die klassische Frontal-Vorlesung der letzten Jahrhunderte!
www.thefearles...
Das Teilungsverhältnis zwischen R3 und R4 ist 2(an R3 fällt doppelt soviel Spannung ab, wie bei R4), um bei der Brücke 0V herauzulesen, muss das gleiche Verhältnis zwischen R1 und R2 vorherschen, daher R2 = R1 / 2 = 100kΩ / 2 = 50kΩ. 50kΩ auf der y-Achse entspricht 5 Lux auf der x-Achse.
Das Video hat auch im Chemie-Lehramtsstudium sehr geholfen, danke!😊
Das freut mich zu hören! Viele Grüße und viel Erfolg noch im Studium.
R2 = 50 kOhm - 5 Lux
Moin Fearless Engineer,
wie konntest du anhand dieser recht bescheidenen Kennlinie ziemlich genau 5 Lux ablesen und erstaunlicherweise kommen Tim Graf, Sascha Metscher und Herbert Laun zum gleichen Ergebnis. Ich bin auch auf 50kOhm gekommen und so vorgegangen, wie The Vintage ... es beschrieben hat. Auch habe ich berücksichtigt, dass Widerstands- und Lichtstärken-Achse logarithmisch eingeteilt sind. Ich komme aber auf 2,7 - 2,8 Lux.
Bei einer 2. Auswertung komme ich sogar nur auf ungefähr die Hälfte, nämlich 1,36 Lux. Bei 5 Lux beträgt der Widerstand ca. 14 - 18 kOhm.
@@timotrinks8451 Hey, falls es noch nicht geklärt ist. Auf der Y Achse zwischen 10.000 und 100.000 Ohm halbwegs mittig liegt 50.000 Ohm. Wenn du von da horizontal auf der X-Achse verschiebst landest du auf dem Graphen zwischen 1 und 10 Lux, auch wieder halbwegs mittig. Daher das Ergebnis ~ 5 Lux, vermutlich etwas weniger aber das ist ziemlich schlecht zu erkennen.
@@G4mb4123 Vielen Dank für deine Erklärung, aber sie ist falsch. 50000 liegt auf einer dekadisch logarithmischen Skala nicht halbwegs mittig zwischen 10000 und 100000, sondern bei ca. 0,7, weil log 50000 = ca. 4,7. D.h. man landet keineswegs halbwegs mittig zwischen 1 und 10 Lux, sondern darunter. Angenommen 5 Lux würde stimmen, dann wären wir sogar bei log 5 = ca. 0,7, also auch nicht halbwegs mittig. Ich bleibe also dabei, dass der Lux-Wert sehr viel kleiner als 5 sein muss. Lasse mich aber gerne eines Besseren von z.B. Prof. Haja belehren.
Sehr gutes Video. Genau das habe ich gebraucht!
Danke erstmal für die super Erklärung, hätte folgende Frage:
Warum hast du in der ersten Schaltung einen Widerstand von 1 kOhm zwischen Plus und Masse geschaltet ?
Ich vermute das es darum geht, falls der Widerstand aufgrund der hohen Lichtmenge gegen 0 Ohm geht, noch ein „Verbraucher“ da ist, der den Strom begrenzt und es somit nicht zu einem Kurzschluss kommt :)
LG
Der 1k Widerstand ist nicht mit + und Masse verbunden, sondern mit dem Ausgang des Fotowiderstands und Masse. Und diesen zweiten Widerstand braucht man immer für einen Spannungsteiler, da bei nur einem Widerstand zwischen + und Masse ja die gesamte Spannung über ebenjenen abfallen würde - du würdest also immer nur die Versorgungsspannung messen und abhängig des Lichteinfalls würde sich dann nur der Stromfluss durch den LDR ändern.
Wieso brauch ich das im Medizinstudium?
😩
Im Medizinstudium? An welcher Uni denn?
In Halle müssen wir ein Praktikum dazu vorbereiten und davor immer einen benoteten Kurztest schreiben... Wenn man Physik mit Freuden abgewählt hat ist das ziemlich schwer, aber Ihr Video hat super geholfen:D
@@annanym4242 Ich freue mich, dass mein Video Ihnen geholfen hat! Es ist wichtig, dass man im Medizinstudium die Grundlagen der Physik versteht, auch wenn man sie vielleicht nicht direkt im klinischen Alltag anwendet. In manchen Fällen werden Kenntnisse aus dem Bereich der Physik jedoch sicherlich hilfreich sein, zum Beispiel beim Verständnis von bildgebenden Verfahren wie Röntgen oder MRT. Ich hoffe, dass Sie trotzdem Freude an der Vorbereitung des Praktikums hatten! 🙂
Nach der Formel wird R2 berechnet und im Diagramm am Ohm Wert an der Y Achse eine Horizontale gezogen. Am Schnittpunkt mit der Kennlinie wird eine Vertikale gezogen und an der X-Achse der Lux Wert abgelesen.
Ja, so würde man das machen. Es kommen dann 5 ca. Lux heraus.
Danke, hat mir gut geholfen es besser als im Lehrbrief zu verstehen. ^^ lg
Super Video....Ca 5Lux
Danke
Moha
R2 ist 33,333 Kilo Ohm , das entspricht ca. 5 Lux
5 Lux ist richtig, allerdings stimmt der Widerstand nicht ganz. R2 sollte 50k sein, das ergibt sich aus der folgenden Rechnung:
R1 = 100k
R2 = gesucht
R3 = 20k
R4 = 10k
R2 = R1 * R4 / R3 = 100k * 10k / 20k = 50k
Ablesen aus der Kennlinie liefert dann ziemlich genau 5 Lux Lichtstärke.
Viele Grüße!
Wenn der Widerstand 50KOhm bei 5 Lux sein soll, wie kommt es denn, dass The Fearless Engineer in dem Video "Ein Nachtlicht bauen", in dem die gleiche Fotowiderstand-Kennlinie gezeigt wird, bei vollständiger Abdeckung des Fotowiderstandes maximal 27,5kOhm gemessen hat?
Lieber Timo Trinks. Sie haben nun schon sehr viele negative und/oder anzweifelnde Kommentare unter meinen Videos hinterlassen. Es gab bisher noch keinen einzigen positiven Kommentar ihrerseits, aber offenbar investieren Sie viel Zeit in meinen Kanal. Was treibt Sie an?
@@fearlengi Lieber Fearless Engineer, Sie wurden doch schon sehr oft für Ihre insgesamt sehr guten und hilfreichen Videos gelobt und ich schließe mich dem auch an. Nach Ihrer ersten sachbezogenen Antwort hätte ich selbstverständlich auch einen positiven Kommentar abgegeben, so wie ich es bei Ihrem Kollegen Dr.-Ing. Stefan Schenke, der auf meine Fragen und Anmerkungen sehr schnell und geduldig geantwortet hat, bereits getan habe. Was mich antreibt, ist das, was Sie sagen und zeigen, auch zu verstehen. Und wenn ich etwas nicht verstehe, frage ich oder wenn ich zu anderen Erkenntnissen komme, sage ich das. Ich nehme an, dass Sie das auch von einem guten Studenten erwarten würden. Ich wäre Ihnen sehr dankbar, wenn Sie auch noch auf meine Fragen / Anmerkungen eingehen würden, die keine Kritik sein sollen. Aber offensichtlich verstehe ich sehr viel weniger, als die meisten anderen Betrachter Ihrer Videos, denen alles klar zu sein scheint.
@@timotrinks8451 Herzlichen Dank für Ihre ausführliche Antwort, jetzt verstehe ich die Motivation besser. In den Semesterferien komme ich sicher auch dazu, auf die vielen Fragen zu antworten - in den letzten Wochen war leider wenig Zeit. Beste Grüße und bis zum nächsten Kommentar. 🙂
Gibt es noch eine antwort auf diese frage? Das würde mich nämlich auch sehr interessieren.
@@fearlengi aber die Erklärung blieb er uns leider schuldig 🙂
Die Wheatstonebrücke kann ich nur mit Gleichstrom "betreiben" oder?
Nein, Wieso?
Mit Wechselsspannung können Kondensatoren und Induktionen gemessen werden.
Man braucht eben Wechselspannung und einen Wechselspannungmeßgerät.
Such mal Wechselspannungsbrücke auf Wikipedia.
Grüße Uwe
@@uwesed Soweit ich gelesen habe ist es dann eine Thomson´sche Brückenschaltung, hab das aber auch nur gelesen
@@Emike11587 Die Brücken heißen anders je nachdem man sie aus Widerstände, Kombinationen aus Induktivitäten und Widerstände, Kombination aus Kondensatoren und Widerstände oder Kombination aus Widerstand Kondensator und Induktivität baut, aber das Funktionsprinzip der 4 (komplexen) Widerständen bei denen die Spannung der beiden Seiten null wird wenn sie abgeglichen wird bleibt gleich.
Die Thomson-Brücke, auch Kelvin-Brücke, ist eine elektrische Brückenschaltung, welche zum Messen von kleinen Widerstandswerten bis hinunter in den Bereich einiger 10 µΩ dient.
Die Maxwell-Brücke dient zum Messen verlustbehafteter Induktivitäten. 2 LR + 2 R, Referenz eine Induktivität.
Die Wien Brücke eignet sich zur Messung einer Kapazität 2RC + 2R, Referenz ein Kondensator.
Maxwell-Wien-Brücke mit Sinusförmiger Wechselspannung für Induktivitäten aber mit Referenz einer RC Kombination ( ist genauer) 2 R, 1 LR und 1 RC
Die Schering-Brücke ist eine Wechselspannungsbrücke und wird zur Bestimmung der Kapazität und des Verlustfaktors von Kondensatoren, vorwiegend in der Hochspannungstechnik, eingesetzt. 2C 1RC 1R
Eine Wien-Robinson-Brücke ist eine Brückenschaltung, bei der ein Brückenzweig durch einen Bandpass, der andere durch einen 2:1 Spannungsteiler gebildet ist. Kann als Filter oder Oszillator verwendet werden.
Grüße Uwe
9000 Lux ,da R2=200 OHM