BRIDGE BALANCE
Wheatstone Bridge
네 저항의 균형에서 quarter·half·full strain topology와 amplifier·noise·ADC chain까지 확장해 확인합니다.
OPEN TECH BENCH LAB STANDARDMEASUREMENT & SENSORS
LEVEL 1Bridge ratioLEVEL 2Strain topologyLEVEL 3Measurement chain
LEARNING OBJECTIVES
- 네 arm의 분압비와 차동출력을 계산한다.
- quarter·half·full bridge의 민감도와 부호를 비교한다.
- 저항 공차·노이즈·ADC 범위가 분해능을 제한하는 조건을 찾는다.
선수개념전압분배차동 측정변형률–저항 관계
PRE-LAB PREDICTION
네 저항을 모두 같은 비율로 증가시키면 이상적인 bridge output은 어떻게 될까?
Ω
Ω
Ω
Ω
V
+EX 5.00 VR1350.00 ΩR2350.00 ΩVL2.5000 VVR2.5000 VR3350.00 ΩR4350.00 Ω−EX · 0 V
LEFT NODE2.500000 V
RIGHT NODE2.500000 V
차동 출력0.0000mV
R1·R4 = R2·R3, 브리지가 균형입니다.
균형 상태BALANCED
출력 방향ZERO
|정규화 출력|x = 0 % · y = 0 mV/V
MODEL TRACE브리지 균형: R1R4 = R2R3
- 좌측 분압
VL = 5.000·350.000/(350.000+350.000) = 2.5000000 V- 우측 분압
VR = 5.000·350.000/(350.000+350.000) = 2.5000000 V- 차동 출력
Vout = VL−VR = 0.0000000 mV- 균형 조건
R1·R4/(R2·R3) = 1.000000000 (균형값 1)
balanced presetDC excitation무부하 출력
출력은 각 저항의 절대값보다 두 분압비의 차이에 의해 정해집니다. 따라서 네 저항을 같은 비율로 키워도 Vout은 변하지 않지만, 서로 마주 보는 arm의 비율이 달라지면 부호와 크기가 바뀝니다.
EXPERIMENT RECORD현재 조건을 저장하고 비교
조건을 바꾼 뒤 Run을 저장하면 최대 6개 결과를 같은 화면에서 비교할 수 있습니다.
CORE RELATION
Vout = Vex · [R2/(R1+R2) − R4/(R3+R4)]MODEL NOTES
이 계산이 가정하는 것
- 출력단의 입력 임피던스는 무한대로 가정합니다.
- 저항 자체 발열과 온도계수는 포함하지 않습니다.
- 배선과 접점 저항은 0 Ω으로 가정합니다.
- Level 2의 arm 변화는 Gauge factor와 strain으로 계산하고 Level 3은 amplifier noise·ADC quantization을 포함합니다.
CONNECTED WORKBENCH
연결된 작업대
설명을 읽고, 변수를 움직이고, 필요한 값을 계산하는 다음 단계로 바로 이어집니다.