06.휘스톤브리지에 의한 저항측정

소개

일반 물리학 실험 사전 결과 보고서

목차

1. 실험 목적

2. 이론 및 원리

3.실험 장치

4.실험 방법

5. 참고 문헌

본문내용

사전 Report : 휘스톤브리지에 의한 저항측정
1. 실험 목적
미지의 저항을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 방법으로 고안된 기구가 휘스톤 브리지이다. 이 휘스톤 브리지 회로는 이미 알고 있는 저항을 내장하여 수치를 모르는 저항을 비례적으로 정밀하게 측정하는 회로이다. 이 휘스톤 브리지는 앞서 실험한 스트레인 게이지에도 응용되며 갖가지 실험 장치에 필수적으로 내장되어 있어 아주 중요한 회로이다. 이번 실험에서는 이 휘스톤 브리지의 원리를 이해한다.
2. 이론 및 원리
휘스톤 브리지 회로는 저항을 정확히 측정하기 위하여 널리 쓰인다. 또한 이 브리지는 응력, 온도, 압력과 같이 물리적인 양을 측정하기 위해 트랜스듀서와 결합하여 이용된다.
트랜스듀서는 물리적인 파라미터의 변화를 감지하며, 그리고 저항의 변화와 같이 전기적인 양으로 변화하는 것을 변환시키는 소자이다. 예를 들면 응력 게이지는 힘, 압력, 변위와 같은 기계적인 요인을 받으면 저항의 변화로 나타난다. 서미스터는 온도의 변화에 노출이 되면 그 자체저항의 변화로 나타난다. 휘스톤 브리지는 평형 또는 불평형 상태에서 작동될 수 있다. 그 동작조건은 응용방법에 의해 결정된다.
1) 휘스톤브리지의 구조
휘스톤 브리지 회로는 [그림A]와 같이 가장 일반적인 ‘다이아몬드’ 형태로 나타낸다. 이것은 ‘다이아몬드’의 위쪽과 밑쪽 점에 연결된 dc 전압원과 그리고 4개의 저항으로 구성한다.
출력전압은 A와 B 사이 ‘다이아몬드’의 오른쪽과 왼쪽에 인가된다. [그림B]는 이 회로의 직-병렬 관계를 더 명확히 볼 수 있도록 약간 다른 방법으로 다시 표현된 것이다.
[그림A] [그림B]
2) 평형 휘스톤브리지
위의 그림에 휘스톤 브리지는 A와 B점 사이의 출력전압이 0이 될 때 평형브리지 조건이 된다.
Vout = 0V
브리지가 평형이 되었을 때 R1과 R2에 걸리는 전압이 같고 (V1=V2), R3와 R4에 걸리는 전압이 같다(V3=V4). 결과적으로, 전압비는 다음과 같이 쓸 수 있다

참고자료

· 네이버 일반물리학 카페
· 네이버 블로그 http://blog.naver.com/gelgel214?Redirect=Log&logNo=140037511457