3.3.2 LASTNOSTI IN ZAKONITOSTI SESTAVLJENIH TOKOKROGOV

KAZALO

   

 

3.3.2.4 Mostično vezje

HITRE POVEZAVE

Mostično vezje
Odvisnost

 

SLIKA

Slika 3.3.2.4.1: Mostično vezje

 

SLIKA

Slika 3.3.2.4.4: Fotomostič

 

SLIKA

Slika 3.3.2.4.5: Mostično merjenje temperature

 

SLIKA

Slika 3.3.2.4.6: Mostično merjenje upornosti

 

VIDEO

Video 3.3.2.4.1: Mostično vezje

 

ANIMACIJA

Animacija 3.3.2.4.1: Mostično vezje

 

FOTOGRAFIJA

Fotografija 3.3.2.4.1: Mostično vezje

 
 

Na področju krmilne in regulacijske tehnike moramo pogosto oziroma se mora samodejno poleg velikosti, spreminjati tudi smer napetosti. Že elektromotor, ki mu v takem procesu moramo poleg števila vrtljajev spreminjati tudi smer vrtenja, je že tak primer.

   
 

 

   
 

Relativno enostavno elektronsko vezje, ki zmore poleg velikosti spreminjati tudi smer napetosti, dobimo z vzporedno vezavo dveh delilnikov napetosti na način, ki ga prikazuje slika 3.3.2.4.1. Poleg izhodne napetosti posameznega delilnika, daje taka vezava na voljo še napetost, ki »premošča« izhodna potenciala obeh delilnikov (VA in VB, slika 3.3.2.4.1) in je, kot vemo, določena z njuno razliko.

   
       
 
►  

Napetosti, ki premošča izhodna potenciala vzporednih delilnikov napetosti imenujemo mostična napetost (UM)!

Elektronsko vezje, ki je namensko narejeno za uporabo mostične napetosti, imenujemo mostično vezje ali kar mostič!

 

 
       

Primer:

 
       
 
►  

Mostična vezava uporov omogoča spremembo velikosti in smeri napetosti s spremembo ene od upornosti vezave!

 
       

Primer:

 
       
 

Z merjenjem smo se že prepričali, da sta potenciala VA in VB pri določeni vrednosti nastavljive upornosti R2 enaka in da je v tem primeru mostična napetost 0 V.

   
       
 

VA = VA          UM = VAVB = 0 V

   
       
 
►  

Mostiču, pri katerem je mostična napetost UM = 0 V, pravimo uravnovešeni mostič!

 
       
 

Uravnovešeno stanje mostiča je zanimivo tako za krmilno kot regulacijsko tehniko, saj smo z njim dobili tretjo možnost za samodejno logično odločanje v sistemu na osnovi primerjave nekega dejanskega stanja z želenim (V < VB, V > VB in V = VB).

   
       
 

Oglejmo si pogoje ravnotežja nekoliko podrobneje. Za napetostna delilnika mostičnega vezja na slika 3.3.2.4.1 lahko zapišemo:

   
       
 
U1

U2
 = 
R1

R2
 ,     
 
U3

U4
 = 
R3

R4
   
   
     
  Pri UM = 0 V sta padca napetosti U2 in U4 enaka:    
       
  U2 = U4, zato velja tudi U1 = U2, kar omogoča zapis    
       
 
U1

U2
 = 
R1

R2
 = 
 
U3

U4
 = 
R3

R4
     iz katerega lahko izluščimo:  
   
       
 
 
R1

R2

 = 

R3

R4

 

 

   
  Enačba 3.3.2.4.1: Pogoj ravnotežja mostične vezave    
       
 
►  

Pogoj ravnovesja mostičnega vezja je premo sorazmerje upornosti napetostnih delilnikov, ki sestavljata mostično vezje!

 
       
  Samodejno krmiljenje mostične napetosti    
       

Primer:

 
       
 

Podoben poskus bi lahko naredili tudi z upornostjo, ki je odvisna od temperature, in učinek bi bil podoben.

   
       
 
►  

Velikost in smer mostične napetosti lahko krmilimo tudi s svetlobo, temperaturo ali drugo fizikalno količino!

 
       
  Uporaba mostičnih vezij    
       
 

Ročno krmilimo mostično napetost pri krmiljenju (nastavljanju želenih stanj sistema) in kot bomo videli merjenju, npr. upornosti. Temperatura, svetloba, ... pa samodejno krmili mostično napetost in s tem omogoča regulacijo npr. temperature, svetlobe, ... ali samo merjenje teh količin (slika 3.3.2.4.5).

   
       
 

Zanimivo za merilno tehniko je, da z mostično napetostjo npr, digitalnemu merilniku temperature zagotovimo celovito informacijo o temperaturi in sicer o velikosti, o 0 oC (pri UM = 0) in o predznaku temperature (pri UM > 0 ali < 0).

   
       
 

Mostično vezje uporabljamo tudi za merjenje upornosti. Pri tem neznano upornost RX vključimo, kot manjkajoči sestavni del, v posebno izvedbo mostične vezave. Tako dobljena mostična vezava ima v osnovi tri nastavljive upornosti in vgrajen občutljiv merilnik toka (galvanometer). Slika 3.3.2.4.6 prikazuje zelo poenostavljeno vezavo takega mostiča, saj so, med drugim, že nastavljive upornosti izvedene tako, da je nastavljene upornosti možno odčitati.

   
       
 

Po vključitvi neznane upornosti RX mostič najprej uravnovesimo (nastavljive upornosti nastavimo tako, da bo IG = 0). Neznano upornost RX lahko izračunamo iz ravnovesnega pogoja (enačba 3.3.2.4.1):

   
       
 
RX

R2
 = 
R3

R4
 => 
RX = 
R3

R4
 ·  R2
   
   
       
 

Ker merjenje s preračunavanjem ni praktično, je mostič izveden tako, da iz nastavljenih upornosti pri ravnovesnem pogoju že neposredno odčitamo merjeno upornost. Tak mostič imenujemo Wheatstonov mostič.

   
       
 

Mostično merjenje upornosti je bolj točno od merjenj, ki jih omogoča Ω-meter za splošno rabo in je sestavni deli večnamenskega merilnika. Mostični merilnik je samostojni merilnik, merjenje z njim je zahtevnejše in ga praviloma uporabljamo za laboratorijska merjenja.

   
       
 

Dobra stran mostičnih merilnikov upornosti je tudi v manjši porabi energije baterije in v neobčutljivosti na manjše spremembe njene napetosti zaradi staranja na točnost merjenja.