Hvorfor er wheatstone-broen uegnet til måling af lovmodstand?

Wheatstone-broen er et præcisionsinstrument, der bruges til at måle ukendte modstande ved at balancere to ben af ​​brokredsløbet. Mens Wheatstone-broen er yderst effektiv til at måle en lang række modstande, står den over for visse begrænsninger, når det kommer til at måle meget lave modstande. Disse begrænsninger opstår på grund af flere faktorer:

1. Termisk EMF :Wheatstone-broen fungerer efter princippet om at balancere broen for at opnå nul afbøjning på galvanometeret. Men ved måling af lave modstande kan tilstedeværelsen af ​​termisk elektromotorisk kraft (EMF) introducere fejl. Termisk EMF opstår på grund af temperaturforskelle ved krydsene mellem uens metaller i brokredsløbet. Disse små spændingsvariationer kan forstyrre den nøjagtige måling af lave modstande.

2. Kontaktmodstand :Ved måling af lave modstande kan kontaktmodstanden mellem broterminalerne og den ukendte modstand blive betydelig. Dette kan indføre yderligere modstand i kredsløbet, hvilket påvirker målingens nøjagtighed. Pålidelige og konsistente kontakter er afgørende for at minimere kontaktmodstanden og sikre præcise aflæsninger.

3. Blymodstand :Modstanden i forbindelsesledningerne, der bruges til at forbinde den ukendte modstand til brokredsløbet, kan også påvirke målingens nøjagtighed. Til lav-modstandsmålinger kan selv små ledningsmodstande introducere fejl. For at minimere denne effekt bruges ledninger med lav modstand eller Kelvin-clips ofte til at eliminere påvirkningen af ​​blymodstand.

4. Galvanometerets opløsning :Følsomheden og opløsningen af ​​galvanometeret, der bruges i brokredsløbet, bliver kritisk ved måling af lave modstande. Et galvanometer med høj følsomhed er påkrævet for at detektere små spændingsubalancer i broen, hvilket kan være udfordrende, når man har at gøre med lave modstande.

5. Omstrejfende kapacitans :Når der arbejdes med lave modstande, kan afvigende kapacitans i kredsløbet påvirke nøjagtigheden af ​​målingen. Kapacitans kan introducere faseforskydninger og forvrængninger i brokredsløbet, hvilket gør det vanskeligt at opnå en perfekt balance.

6. Måleområde :Wheatstone-broen er i sagens natur begrænset i sin evne til at måle ekstremt lave modstande. Instrumentets opløsning og nøjagtighed bliver kompromitteret, når den ukendte modstand falder under en vis tærskel. Specialiserede teknikker og instrumenter bruges ofte til at måle meget lave modstande effektivt.

På grund af disse udfordringer bruges alternative metoder og instrumenter typisk til præcis måling af lave modstande. Disse metoder omfatter direkte måling ved hjælp af digitale multimetre, fire-terminal sensing-teknikker, mikro-ohmmetre og andre specialiserede måleteknikker designet specifikt til måling af lave modstande med høj nøjagtighed og præcision.