Сейчас измерение многих величин, включая не электрические сводится к измерению электрических, поскольку они преобразовываются с помощью датчиков... Кроме того эти значения легко обрабатываются, особенно с помощью микропроцессоров...
Но не смотря на всё большее влияния компьютеров специальные соединения играют важную роль в точности измерений...
Ну да, что за странные требования: нужно измерить точно и это невозможно?
Начнём с последнего определения: невозможно точно измерить…
Это значит, что параметры изменяются постоянно во времени, от температуры, о влажности, от давления и прочего и вообще случайно изменяются во времени…
Ну вот, мы попытаемся измерить электрическое сопротивление, это крайне нам необходимо; причём нужно измерить точно…
Но вот незадача: сопротивление изменяется в зависимости от температуры (для металлов сопротивление по постоянному току растёт), от влажности (утечки по поверхности дают себя знать), от длины измерительных проводов…
И много от чего…
И что же делать? Нужно, ой как нужно, но невозможно!
Наука и техника предлагает несколько вариантов, один из них – очень надёжный и проверенный – это включение по т.н. «мостовой схеме» …
Если измеряемые сопротивления и сопротивления в схеме измерения будут находиться в одинаковых условиях, то тогда и параметры у них будут уходить одинаково…
Сопротивления проводов можно также учесть в схеме… Также, как и их изменение их в зависимости от окружающей среды…
Что же за волшебное соединение, которое может учесть такой множественный разброс? Оно такое интеллектуальное и сверхумное?
Нет никакого чуда и соединение – проще некуда…
Конечно, есть более хитроумные соединения, но самое простое, что во многих поможет разрешить проблемы на практике в большинстве случаев – это обычная мостовая схема (точнее ординарная мостовая) …
Соединение в четырёхугольник прецизионных резисторов и подключение в одну диагональ источника питания, в другую – измеряемое сопротивление приведёт к тому, что можно оооочень точно измерить сопротивление, несмотря на то, что параметры самого моста тоже меняются.
А всё потому, что параметры измеряются одинаково, всех четырёх резисторов, что компенсирует вес неточности…
А как бороться с изменением сопротивления самих соединительных проводов?
Тоже просто: подключаем мостовую схему четырьмя проводами, это опять компенсирует зависимость измерения от длины и сечения проводов…
Называют это четырёхзажимной схемой…
При этом мы не измеряем параметр, а ищем баланс, т. е. подбираем так прочие сопротивления, чтоб напряжение на диагоналях было равно нулю…
Т.е. задача измерения в мостовой схеме переходит в задачу определения минимальности напряжения (с помощью нуль-индикатора), как только мы смогли найти баланс, сразу можно вычислить точно измеряемое сопротивление…
а измеряемое сопротивление может быть сопротивлением тензодатчика, например, а оно равно взвешиваемому грузу… И таких надобных измерений много: давление, температура, влажность, химический состав или содержание кислот (то самый параметр «пэ – аш») и т.д ...
Первый, кто придумал такую простую схему, но хитроумную схему – вопрос спорный, но первооткрывателем считается физик Витстон (Уитстон)...
Но есть и другие простые методы точных измерений, используя простые соотношения, но про это в других публикациях… Например, Томпсон, лорд Кельвин придумал немного другой мост - двойной, но это уже другая история...
В схеме при VG=0
R1Rx=R3R2...
Это фундаментальное и простое соотношение есть основа многих точных измерений, когда параметры самого прибора и измеряемого сопротивления меняются ...