व्हीटस्टोन मोजणारा पूल आणि त्याचा वापर

सर्वात लोकप्रिय एक ब्रिज सर्किट्स, आजही मोजमाप यंत्रांमध्ये आणि विद्युत प्रयोगशाळांमध्ये वापरला जातो, व्हीटस्टोन मापन पूल आहे, ज्याचे नाव इंग्रजी शोधक चार्ल्स व्हीटस्टोन यांच्या नावावर आहे, ज्यांनी 1843 च्या सुरुवातीला प्रतिकार मोजण्यासाठी ही योजना प्रस्तावित केली होती.

व्हीटस्टोन मेजरिंग ब्रिज हे मूलत: फार्मास्युटिकल बीम बॅलन्सचे इलेक्ट्रिकल अॅनालॉग आहे, कारण येथे भरपाई मापनाची समान पद्धत वापरली जाते.

मापन पुलाच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत समांतर जोडलेल्या दोन रेझिस्टर शाखांच्या मधल्या टर्मिनल्सच्या संभाव्यतेच्या समानतेवर आधारित आहे, प्रत्येक शाखेत दोन प्रतिरोधक असतात. एका शाखेचा भाग म्हणून, एक रेझिस्टर ज्याचे मूल्य तुम्हाला जाणून घ्यायचे आहे ते समाविष्ट केले आहे आणि दुसर्‍यामध्ये - समायोज्य प्रतिकार (रिओस्टॅट किंवा पोटेंशियोमीटर) असलेले प्रतिरोधक.

समायोज्य रेझिस्टरचे प्रतिरोधक मूल्य सहजतेने बदलून, उल्लेख केलेल्या दोन शाखांच्या मध्यबिंदूंमधील कर्णात समाविष्ट असलेल्या गॅल्व्हानोमीटरच्या स्केलवर शून्य वाचन प्राप्त होते.गॅल्व्हनोमीटर शून्य वाचतो अशा परिस्थितीत, मध्यबिंदूंची क्षमता समान असेल आणि म्हणून इच्छित प्रतिकार सहज काढता येईल.

हे स्पष्ट आहे की प्रतिरोधक आणि गॅल्व्हनोमीटर व्यतिरिक्त, सर्किटमध्ये पुलासाठी पुरवठा असणे आवश्यक आहे, आकृतीमध्ये ते गॅल्व्हॅनिक सेल ई म्हणून दर्शविले आहे. विद्युत प्रवाह सकारात्मक ते ऋणाकडे वाहतो, दोन शाखांमध्ये विभागताना त्यांच्या प्रतिकारांचे व्यस्त प्रमाण.

जर पुलाच्या हातातील वरचे आणि खालचे प्रतिरोधक जोड्यांमध्ये सारखेच असतील, म्हणजेच जेव्हा हात अगदी सारखे असतील, तर कर्ण ओलांडून विद्युतप्रवाह दिसण्याचे कोणतेही कारण नाही, कारण कनेक्शन बिंदूंमधील संभाव्य फरक गॅल्व्हनोमीटरचे शून्य आहे. या प्रकरणात, पूल संतुलित किंवा संतुलित असल्याचे म्हटले जाते.

जर वरचे रोधक सारखे असतील आणि खालचे प्रतिरोधक नसतील, तर विद्युत् प्रवाह तिरपे वाहतो, उच्च प्रतिकाराच्या भुजापासून खालच्या प्रतिकाराच्या हातापर्यंत, आणि गॅल्व्हानोमीटरची सुई योग्य दिशेने विचलित होईल.

म्हणून, जर गॅल्व्हनोमीटर ज्या बिंदूंशी जोडलेले असेल त्यांची क्षमता समान असेल, तर बाहूंमधील वरच्या आणि खालच्या प्रतिरोधकांच्या मूल्यांचे गुणोत्तर एकमेकांशी समान असतील. अशा प्रकारे, या संबंधांचे समीकरण करून, आपल्याला एका अज्ञाताशी समीकरण मिळते. प्रतिरोधक R1, R2 आणि R3 सुरुवातीला उच्च अचूकतेने मोजले पाहिजेत, नंतर प्रतिरोधक Rx (R4) शोधण्याची अचूकता जास्त असेल.

व्हीटस्टोन ब्रिज सर्किट बहुतेकदा जेव्हा पुलाची एखादी शाखा चालू होते तेव्हा तापमान मोजण्यासाठी वापरले जाते प्रतिरोधक थर्मामीटर अज्ञात प्रतिरोधक म्हणून.कोणत्याही परिस्थितीत, शाखांमधील प्रतिकारांमधील फरक जितका जास्त असेल तितका कर्णरेषेद्वारे प्रवाह जास्त असेल आणि जेव्हा प्रतिकार बदलेल, तेव्हा कर्ण प्रवाह देखील बदलेल.

व्हीटस्टोन ब्रिजची ही मालमत्ता नियंत्रण आणि मापन समस्या सोडवणाऱ्या आणि नियंत्रण आणि ऑटोमेशन योजना विकसित करणाऱ्यांसाठी खूप मोलाची आहे. एका शाखेतील प्रतिकारामध्ये थोडासा बदल झाल्यामुळे पुलाद्वारे प्रवाहात बदल होतो आणि हा बदल नोंदविला जातो. गॅल्व्हनोमीटरऐवजी, विशिष्ट सर्किट आणि अभ्यासाच्या उद्देशावर अवलंबून, पुलाच्या कर्णात अॅमीटर किंवा व्होल्टमीटर समाविष्ट केले जाऊ शकते.

सर्वसाधारणपणे, व्हीटस्टोन ब्रिज वापरुन, तुम्ही विविध परिमाण मोजू शकता: लवचिक विकृती, प्रदीपन, आर्द्रता, उष्णता क्षमता इ. मापन केलेल्या रेझिस्टरऐवजी सर्किटमध्ये संबंधित सेन्सर समाविष्ट करणे पुरेसे आहे, ज्याचा संवेदनशील घटक प्रतिकार बदलण्यास सक्षम असणे मोजमाप केलेल्या मूल्यातील बदलाशी सुसंगत आहे, जरी ते विद्युतीय नसले तरीही. सहसा अशा परिस्थितीत व्हीटस्टोन पूल जोडला जातो ADC द्वारे, आणि सिग्नलची पुढील प्रक्रिया, डिस्प्लेवरील माहितीचे प्रदर्शन, प्राप्त डेटावर आधारित क्रिया - हे सर्व तंत्रज्ञानाचा विषय आहे.