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| * [[http://www.hallikainen.com/rw/theory/theory6.html|ponte wheatstone squilibrato, studio analitico]] | * [[http://www.hallikainen.com/rw/theory/theory6.html|ponte wheatstone squilibrato, studio analitico]] |
| * pagina di [[https://learn.sparkfun.com/tutorials/getting-started-with-load-cells|sparkfun]] su celle di carico | * pagina di [[https://learn.sparkfun.com/tutorials/getting-started-with-load-cells|sparkfun]] su celle di carico |
| * [[https://electronics.stackexchange.com/questions/336579/lm324-op-amp-wheatstone-bridge-amplifier-formula|domanda su formula lm324 su SE]] | * [[https://electronics.stackexchange.com/questions/336579/lm324-op-amp-wheatstone-bridge-amplifier-formula|domanda su formula lm324 su SE]], vedi anche [[https://www.chegg.com/homework-help/questions-and-answers/circuit-called-bridge-current-amplifier-purpose-circuit-amplify-small-change-5-resistor-va-q23982269|qui]] |
| * [[https://www.phidgets.com/docs/Load_Cell_Primer|introduzione alle celle di carico, link da sparkfun]] | * [[https://www.phidgets.com/docs/Load_Cell_Primer|introduzione alle celle di carico, link da sparkfun]] |
| * [[http://electronics360.globalspec.com/article/5424/design-notebook-linearization-of-a-wheatstone-bridge|altra doc sulla linearizzazione del ponte wheatstone]] | * [[http://electronics360.globalspec.com/article/5424/design-notebook-linearization-of-a-wheatstone-bridge|altra doc sulla linearizzazione del ponte wheatstone]] |
| * il circuito applicativo è a pag. 21 //bridge current amplifier//, sembra che manchino due resistenze ma c'è quella del ponte (1/2 R del lato) da considerare (vedi doc TI sui ponti) | * il circuito applicativo è a pag. 21 //bridge current amplifier//, sembra che manchino due resistenze ma c'è quella del ponte (1/2 R del lato) da considerare (vedi doc TI sui ponti) |
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| ===== Ponte Wheatstone ===== | |
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| Quattro resistenze collegate in serie a due a due (due rami in parallelo con due resistenze in serie ognuno). Si misura la tensione tra i punti intermedi dei due rami. | |
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| {{::wheatstone.png|ponte Wheatstone}} | |
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| Il ponte si usa: | |
| * all'equilibrio, cioè quando la tensione vale zero | |
| * squilibrato, con tensioni diverse da zero | |
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| ==== Ponte in equilibrio ==== | |
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| Si usa per misurare una resistenza incognita conoscendo il valore delle altre tre. In genere si procede così: | |
| * due resistenze hanno valore fisso (ad esempio R<sub>3</sub> e R<sub>4</sub>) mentre la terza è variabile (R<sub>2</sub>) | |
| * si agisce sulla resistenza variabile in modo da azzerare la tensione V<sub>d</sub> | |
| * la resistenza incognita (R<sub>1</sub>) si calcola con la relazione R<sub>1</sub>/R<sub>2</sub>=R<sub>3</sub>/R<sub>4</sub> | |
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| Più in generale se V<sub>d</sub> è nulla vale: | |
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| `V_A=(R_1)/(R_1+R_2) V_(\C\C)` | |
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| `V_B=(R_3)/(R_3+R_4) V_(\C\C)` | |
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| e uguagliando le due tensioni si ottiene: | |
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| `(R_1)/(R_1+R_2)=(R_3)/(R_3+R_4)=> R_1(R_3+R_4)=R_3(R_1+R_2) => R_1 R_3 + R_1 R_4 = R_3 R_1 + R_3 R_2 => R_1/R_2=R_3/R_4` | |
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| ==== Ponte squilibrato ==== | |
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| Si parte da una condizione di equilibrio con V<sub>d</sub> = 0, ad esempio ponendo tutte le resistenze uguali. Se una di queste cambia la tensione V<sub>d</sub> non è più nulla ed il suo valore dipende da quanto è cambiata la resistenza. Questa soluzione si usa per i sensori resistivi perché: | |
| * si ottiene una tensione | |
| * la tensione dipende da ΔR e non da R | |
| * la sensibilità è elevata (tensione in uscita anche a fronte di piccole ΔR) | |
| * permette l'uso di più sensori resistivi (maggiore sensibilità, minore dipendenza dalla temperatura) | |
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| Se, come avviene per le celle di carico, le quattro resistenze sono quattro estensimetri collegati in modo da deformarsi in direzioni opposte a due a due si ottiene il circuito seguente: | |
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| {{::cellacarico.png|cella di carico con quattro estensimetri}} | |
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| Dove R<sub>0</sub> è la resistenze dell'estensimetro a riposo (non deformato) e x=ΔR/R<sub>0</sub> è la variazione relativa della resistenza. | |
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| La tensione V<sub>d</sub> si calcola così: | |
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| `V_d=V_(\C\C) ( (R_0(1+x) )/(R_0(1+x)+R_0(1-x) )-(R_0(1-x) )/(R_0(1+x)+R_0(1-x) ) )= V_(\C\C) (2R_0 x)/(2R_0)=V_(\C\C) cdot x` | |
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| Questa configurazione è la migliore possibile perché: | |
| * la relazione tra tensione e ΔR è lineare | |
| * la sensibilità è massima | |
| * la temperatura non influisce sulla misura (tutti gli estensimetri ne sono affetti e cambia solo R<sub>0</sub>) | |
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| L'unico difetto è che la tensione in uscita non è riferita a massa e richiede un amplificatore differenziale per per poter essere amplificata (meglio ancora un amplificatore per strumentazione). | |
