De Wheatstone-brug is een precisie-instrument dat wordt gebruikt om onbekende weerstanden te meten door twee benen van het brugcircuit in evenwicht te brengen. Hoewel de Wheatstone-brug zeer effectief is in het meten van een breed scala aan weerstanden, wordt hij geconfronteerd met bepaalde beperkingen als het gaat om het meten van zeer lage weerstanden. Deze beperkingen ontstaan ​​door verschillende factoren:

1. Thermische EMF :De Wheatstone-brug werkt volgens het principe van het balanceren van de brug om een ​​nuldoorbuiging op de galvanometer te verkrijgen. Bij het meten van lage weerstanden kan de aanwezigheid van thermische elektromotorische kracht (EMF) echter fouten veroorzaken. Thermische EMF ontstaat als gevolg van temperatuurverschillen op de kruispunten van ongelijksoortige metalen in het brugcircuit. Deze kleine spanningsvariaties kunnen de nauwkeurige meting van lage weerstanden verstoren.

2. Contactweerstand :Bij het meten van lage weerstanden kan de contactweerstand tussen de brugaansluitingen en de onbekende weerstand aanzienlijk worden. Dit kan extra weerstand in het circuit introduceren, wat de nauwkeurigheid van de meting beïnvloedt. Betrouwbare en consistente contacten zijn cruciaal om de contactweerstand te minimaliseren en nauwkeurige metingen te garanderen.

3. Leidingweerstand :De weerstand van de verbindingskabels die worden gebruikt om de onbekende weerstand op het brugcircuit aan te sluiten, kan ook de nauwkeurigheid van de meting beïnvloeden. Bij metingen met lage weerstand kunnen zelfs kleine leidingweerstanden fouten veroorzaken. Om dit effect te minimaliseren, worden vaak kabels met lage weerstand of Kelvin-clips gebruikt om de invloed van kabelweerstand te elimineren.

4. Resolutie van galvanometer :De gevoeligheid en resolutie van de galvanometer die in het brugcircuit wordt gebruikt, worden van cruciaal belang bij het meten van lage weerstanden. Een galvanometer met een hoge gevoeligheid is vereist om kleine spanningsonevenwichtigheden in de brug te detecteren, wat een uitdaging kan zijn bij het omgaan met lage weerstanden.

5. Zwerfcapaciteit :Bij het werken met lage weerstanden kan de parasitaire capaciteit in het circuit de nauwkeurigheid van de meting beïnvloeden. Capaciteit kan faseverschuivingen en vervormingen in het brugcircuit veroorzaken, waardoor het moeilijk wordt om een ​​perfecte balans te bereiken.

6. Meetbereik :De Wheatstone-brug is inherent beperkt in zijn vermogen om extreem lage weerstanden te meten. De resolutie en nauwkeurigheid van het instrument komen in gevaar wanneer de onbekende weerstand onder een bepaalde drempel daalt. Om zeer lage weerstanden effectief te meten, worden vaak gespecialiseerde technieken en instrumenten gebruikt.

Vanwege deze uitdagingen worden doorgaans alternatieve methoden en instrumenten gebruikt voor het nauwkeurig meten van lage weerstanden. Deze methoden omvatten directe metingen met behulp van digitale multimeters, detectietechnieken met vier aansluitingen, micro-ohmmeters en andere gespecialiseerde meettechnieken die speciaal zijn ontworpen voor het meten van lage weerstanden met hoge nauwkeurigheid en precisie.