Объясните, пожалуйста, преимущества использования мостовой схемы.

Почему бы Вам не спросить о преимуществах, например, параллельного соединения? Или последовательного?
Уточните, по крайней мере, использования где? Мостовых схем великое множество.

Согласен, вопрос не корректен. Тогда переформулирую. Имеется датчик, сопротивление которого меняется при изменении измеряемой величины. Простейший способ измерять это сопротивление - собрать делитель. Что можно выйграть (если возможно) при использовании мостовой схемы, когда это сопротивление находится в одном из плечей моста.

Мостовая измерительная схема имеет большую чувствительность к изменению измеряемого сопротивления. Это и является основным преимуществом.

а также позволяет компенсировать сопротивление проводов путем их включения в мост - что тоже очень важно

что касаемо чувствительности то вы не совсем корректно высказались - мостовая схема позволяет убрать постоянную составляющую датчика и при измерении например температуры можно увеличить сопротивление и это приведет к повышению чувствительности - тоесть в какомто смысле мостовая схема позволяет как бы увеличить динамический диапазон простыми средствами убрав значительную часть сигнала которая "неизменна"

С замечанием net согласен.
Еще в мостовую схему часто включают сразу два датчика или четыре (два из которых имеют обратную зависимость сопротивления от значения измеряемой величины), тем самым повышают чувствительность.

Нашел в книге Воловича следующую общую формулу для расчета напряжения с моста:


Далее приводится схема видимо уже с использованием датчика:

и формула для Vout:

Получается вроде как делитель:

Но если dR<<R, тогда где чувствительность? Или я не прав?

А также осуществляет температурную компенсацию.

И использованием резисторов с разными температурными коэффициентами.

Для делителя получилось бы Vout=(R+dR)*Va/(2R+dR),если снимать напряжение с R+dR. То же самое, но здесь присутствует постоянная составляющая Vout

Точно, чего-то я сам не допер

Об этом по-подробнее пожалуйста.

Можно я не соглашусь? Само по себе использование мостовой схемы не обеспечивает компенсацию сопротивления проводников к датчику или к мосту. Но это тема для отдельной длинной песни.

ну тут как дать определения что значит компенсировать
и вопрос о том соизмеримость сопротивления проводов и изменения режима работы моста
поэтому можно считать что компенсирует.
написав формулу моста и введя в нее члены отвечающие за провода можно утверждать о значимости или незначимости этой ошибки
но в типовом режиме это можно считать как утверждение

Угу, давайте придерживаться точных определений.
Компенсацию сопротивлений проводов в мостовой схеме измерения (сопротивлений) помянули Вы, а не я. Естественно, если доля погрешности, вносимая проводами, в бюджете погрешностей всего прибора незначительна, то ее можно не учитывать, но это ни разу не означает, что она как-то была скомпенсирована.
Можно говорить о компенсации сопротивления проводов питания моста при подключении его по схеме Кельвина, но эта возможность определяется дополнительными смехотехническими наворотами, а не свойствами, присущими мостовой схеме измерения. Или я в чем-то неправ?
И что Вы имеете в виду под "типовым режимом"? Удаление моста на 10-20 мм от измерительного преобразователя, когда действительно нужно думать не о сопротивлении проводников, а о разумной трассировке платы? имхо, это как раз не самый типовой режим.

Мне кажется, Вы говорите о чём-то совсем другом. Всё-таки мостовая схема позволяет скомпенсировать сопротивление проводов, подключаемых к датчику/измеряемому элементу. И без всяческих "схемотехнических наворотов". В отличие от НЕмостовой. Обратите внимание на четырёхпроводные щупы от какого-нибудь промышленного измерительного моста.

И? Вы хотите сказать, что достаточно взять четырехпроводные щупы, и остальное само по себе рассосется? В промышленном измерительном мосте стоИт схема, которая и компенсирует сопротивление проводников. Четырехпроводное подключение к датчику/измеряемому элементу используется и в НЕмостовых приборах, и с той же самой целью. Или оно сразу делает прибор мостовым?
Допускаю, что мы действительно говорим о разных вещах: Вы имеете в виду законченный прибор, а я - не более чем представленную выше by Yura_K схему о четырех резисторах .

Нет, надо, по крайней мере, уметь их подключить.

Такой схемой можно называть правильное подсоединение проводов.

Используется, но о компенсации там речи не идёт.

Почитайте, например, это, если не лень. Возможно, станет яснее, о чём я.

компенсация происходит с точки зрения вычитания составляющей проводов - но если придираться то она изменяет режим работы моста хоть и незначительно но токи в плечах становятся несколько другими и если этим можно пренебречь - то схема делает компенсацию
всетаки обычно эти вносимые изменения током очень малы и ими пренебрегают - но теоретически они есть
и при измерении по 3 проводной схеме в мосте когда меряют температуру сопротивлениями проводов пренебрегают - насколько мне память не изменяет для серийных приборов в районе 2.5 ом - но может я уже и запамятовал
и это я считаю правильным назвать компенсацией сопротивления проводов

Даже любопытно стало, но... Прочитайте внимательно раздел "Трёх- и четырёхпроводное подключение датчика", с которым, по-видимому, Вы хотели меня ознакомить, обратите внимание на Рис.5, соответствующие формулы, подумайте о назначении R1...
Можете также почитать про старый добрый AD7730, где все в одном стакане.
А теперь еще вспомните, что я позволил себе не согласиться с высказыванием

, сказав, что эта задача решается отдельными наворотами (кстати, об этом же говорится и в статье, на которую Вы сослались, и эти навороты исключительного отношения к мостовой схеме измерения не имеют.
Ладненько, давайте останемся каждый при своих заблуждениях - курс методов измерения я проходил уже больше 20 лет тому, но предпочитаю заблуждаться в соответствии с теорией.

"xemul" бесспорно прав ...
сама по себе мостовая схема не компенсирует влияние проводов от
датчика (сенсора)

неправ
потому как не имея мостовой схемы нельзя компенсировать провода
потому как мостовая схема позволяет вычитать составляющие и это ее свойство

ну если Вы так настаиваите ....

вот схема включения датчика и расчетные зависимости, приведенные выше автром этой ветки
--------------------------------------- Va
| |
|---| |---|
| | R | | R
| | | |
|---| |---|
| |
----------- Vout -----------
| |
|---| |---|
| | R+dR | | R
| | | |
|---| |---|
| |
--------------------------------------- GND

и формула
dR
Vout = Va * --------;
4R+2dR

покажите пожалуйста, уважаемый "net" , где в этой схеме и в какой части зависимости Vout содержится "компенсация" соединительных проводов сенсора (R+dR) ?

вы простите понимаете что спросили?
в мостовой схеме введя два провода в сопутсвующие плечи моста и вытянув общий получаем компенсацию - в приведенных выше документах это 3 проводная схема - и именно по этой схеме включают все старые приборы- и только благодаря мостовой схеме равные куски провода можно компенсировать
включение 3 проводов приводит к тому что dR оказывается в двух нижних плечах и еще в в общем проводе земли и это приовдит к тому что благодаря мостовой схеме они компенсируются
а вы приводите непонятно что и спрашиваете как они компенсируются
понятно о чем я говорю или вам схему нарисовать?

более того еще добавлю - в старых мостах производилось механическое изменение плечей моста и там даже теоретически происходит полная компенсация проводов поскольку цепи полностью симметричные
и баланс моста возникал при полной симметрии плечей
если же иметь ввиду вычисление разбалансировки по схем со стабильным напряжением и измерением разбалансировки моста то некое влияние проводов будет но оно будет в пропорции от токо задающих элементов а не от величины собственно проводов и можно увеличивать верхние плечи снижая влияние проводов существенно проще чем учет их полного сопротивления

вот вам еще и схема
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

не уходите в сторону ....
отвечать вопросом на вопрос - это конечно известный прием в полемике ..., но есть конкретная схема, есть формула - покажите пожалуйста, конкретно - где и как происходит "компенсация" dR именно в этой схеме и именно в этой формуле ....

все остальноое Вами сказанное пока "от лукавого" и к исходной конкретной мостовой схеме не имеет никакого отношения
(тем паче, я вовсе не касался специальных способов и схем включения, как то: трех- или четырех- проводной)

Нет проблем. Я на Ваше право заблуждаться не посягаю... Как и на Вашу теорию.

открывайте схему и смотрите как она компенсирует провода
а говорить о методах спора в данном случае вам не приходится
еще раз привожу схему
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

добавлю еще что благодаря мостовой схемы еще и наводки на провода компенсируются поскольку они оакзываются включены встречно
вот еще схема с наводками
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

уважаемый "net" !

вопрос то исходно был о другой схеме: мост с равными плечами R, одно из которых является сенсором (R+dR) ....
именно для этой схемы ваш оппонент "xemul" давал свой комментарий (который я поддерживаю), а не для каких либо иных специальных схем включения ...

зачем подменять предмет ....?
давайте закончим с исходной схемой, а уж после этого можно и специализированные рассматривать ..., в том числе и такие известные как трех-и четырех -проводные схемы подключения (кстати используемые и не только с мостами) ...

нет уж !! никаких подмен тем не будет - и надо понимать что такое мост а не писать всякую чухню которую вы пишете
и именно в мосте существует схема балансирования сторон которую можно назвать 3 проводной линией именно оттуда она и взялась
нескромный вопрос в каком институте вы обучались?
именно это и является мостовой схемой и именно она является основой !!!
вообще то принцип работы моста стоит не в измерении величины разбалансировки которую все время вы пытаетесь тут пропихнуть - а суть моста в его балансе!!!!!! именно это и является тем моментом который вы не понимаете и пытаетесь чтото доказать непонимая сути работы моста
именно благодаря баланса в 20 годы с помощью палки и веревки производили точные измерения о которых соверемнные микроконтроллеры с ихними 16 битными ацп и косс под 100 дб могут только мечтать
при этом не имели значения не наводки не провода и тд и тп
просто тогда люди понимали что и как работает - к сожалению в начиная с 50 годов это поколение ушло и началось выхолащивание принципов физической сущности работы устройств - и чем дальше тем больше отдаляется поколения от првавильности понимания приборов - и пример по мостам характерный для этого пример
когда люди не понимают что такое мост и как его включают - начинают разводить чухню на ровном месте

" ... надо понимать что такое мост а не писать всякую чухню ..."

м-да-а, это действительно аргумент ...
я такими терминами как-то не привык оперировать ....

истинно, сказано Хайямом: " общаясь с д.... не оберешься срама ..."

когда нет знаний то преходят на такие аргументы как у вас

Да, это уже дело принципа ...

по предмету обсуждения:
одним из участников ("xemul") было сказано, что сама мостовая схема (частный случай - равнопплечий мост) не обеспечивает компенсации погрешности от влияния проводов, которыми сенсор (датчик, обозначенный как R+dR) включен в мост.

Вответ на это Вы заявили, что это неверно и что "... а также позволяет компенсировать сопротивление проводов путем их включения в мост..." ;
Я попросил Вас указать, на схеме именно этого моста и формуле его чувствительности Vout=(Va/2)x(dR/2)/(R+dR/2)
где именно происходит "компенсация сопротивления проводов", (кстати, включенных в мост как часть (R+dR)) ...

то-есть, попросил от Вас аргументации, принятой в техническом, инженерном и научном сообществе

В ответ Вы не привели ничего, кроме общих слов и заялений типа
" ... надо понимать что такое мост а не писать всякую чухню которую вы пишете ..."

Первое:
Я призываю Вас оставаться в рамках корректности,
и ожидаю ответа по существу - имеется схема моста Уинстона, имеется приведенная выше зависимость Vout от dR,
- покажите пожалуйста (без привлечения других схем и способов включения датчика), как и где, именно в этой схеме, происходит "компенсация сопротивления проводов" ?

Второе:
в каких именно словах, фразах или формулах моих вопросов к Вам
я написал по вашему утверждению "всякую чухню" ?

Прошу модератора обратить внимание на эту ветку

Мдя... Прям таки баталия.
По-видимому, господа net и Herz принимают в рассмотрение только один из методов измерения с помощью мостовой схемы, а именно метод уравновешивания моста, который действительно широко использовался во времена оны. Процессу измерения при этом обязательно предшествовал процесс калибровки моста, а при подключении удаленных датчиков - и процесс компенсации сопротивлений соединительных проводников. Да, были (есть) автоматизированные (наверное это имелось в виду под "промышленным измерительным мостом") мосты, на которых человеку не приходилось самому крутить верньер калибровки, а достаточно было щелкнуть тумблером в позу "Калибровка" и нажать кнопку, а потом еще раз в позу "Компенсация", и еще раз - кнопку. Но если Вы не видите за лицевой панелью потрохов прибора, это не означает, что их там нет.
3- и 4-хпроводное подключение датчиков позволяет уменьшить/учесть влияние сопротивления проводников при выполнении ряда условий, в том числе и в мостовой схеме включения.
В настоящее время по причине буйства микроэлектроники чаще используется метод измерения разбаланса моста, т.к. 100-1000-10000 лишних транзисторов на кристалле не являются серьезным ограничением для расширения функциональности микросхемы в сторону автоматизации процессов калибровки и измерения. При этом точно также используется и 3-, и 4-хпроводное подключение датчиков, хотя необходимые условия полной компенсации никак не могут быть выполнены, и эта самая компенсация/учет параметров подключения осуществляется более другими средствами.

ну так читайте ответы и смотрите схему - если для вас в ней не видно что баланс моста не компенсирует провода то и говорить здесь уже не оч ем

и если вы внимательно почитаете что я писал то там и увидите о том - что если меряется разбаланс моста то некоторая ошибка набегает - но путем выбора токозадающих резисторов она существенно уменьщается
поэтому обращаю ваше внимание на следующие факты
1 сбалансированный мост ПОЛНОСТЬЮ компенсирует провода - по приведенной схеме
2 мостовая схема позволяет компенсировать провода путем включения их мост и значительно уменьшает их влияние - это и есть КОМПЕНСАЦИЯ проводов - если вы считаете что уменьшение вклада проводов не есть компенсация то о чем тут говорить?



ну и с чем вы тогда спорили?
и дело тут не в человеке нажимающем кнопки
надеюсь вы признаете что сбалансированный мост ПОЛНОСТЬЮ компенсирует провода?
надеюсь вы признаете что сигнал разбалансировки моста в мостовой схеме при трех проводном включение уменьшает влияние проводов - и это называется компенсацией

о чем предмет вашего выступления? что провода не компенсируются? - механизм компенсации реализуется за счет моста !!!

Уберите из схемы пассивное плечо моста, проделайте несложные выкладки, и наступит у Вас прозрение, что компенсация/уменьшение влияния сопротивления проводов есть свойство не мостовой схемы, а 3- или 4-хпроводной схемы подключения датчика. И именно с этим Вашим утвержением я не согласился. А мост, как Вы сами изволили заметить, позволяет увеличить разрешающую способность прибора за счет исключения из сигнала неинформативной составляющей, и с этим я полностью согласен.
Извините, мне удобно считать тему закрытой. Если у Вас еще остались вопросы, закон Кирхгофа Вас спасет.

можете считать ее закрытой
но
1 проведя вычисления по трех проводной схеме получаешь что кроме измерения надо еще произвести операцию вычитания - которая благополучно делается мостом
2 что касаемо 4 проводной схемы то для ее использования надо мерять ток и напряжения и производить операцию деления
так что свойства моста напрямую используются без каких либо вычислений - что благополучно и использовалось людьми
поскольку ваши доводы из серии - докажите чтотнибуть - то я считаю эту тему для себя также закрытой - кто вам поможет я не знаю

Вы таки всерьез или шутки шутите? Балансировка моста выполняется сама по себе? Или это не операция?
Если Вы не в силах представить, что происходит в потенциометрической схеме (просто делитель напряжения, на всякий случай) при трехпроводном подключении датчика, подсказываю:
напряжение на датчике
Uc = Ux-2Uy, где Ux и Uy - напряжения на потенциальных концах 3-хпроводной схемы.
сопротивление датчика
Rc = R0*(Ux-2Uy)/(U0-Ux), где R0 - сопротивление второго плеча, U0 - напряжение на потенциометрической схеме.
Заметьте, ни в одном выражении не присутствует сопротивление проводников к датчику - скомпенсировались, и без участия моста, т.к. это свойство 3-хпроводного подключения.
С 4-хпроводной схемой еще проще.
Ну не виноват я, что Вы спали на методах измерений и не можете в частном случае увидеть нечто более общее.

Вам, похоже, тесновато стало "в плену собственных заблуждений":

Жаль. Тогда позвольте напомнить: автор топика спрашивал о преимуществах мостовой схемы. Одним из достоинств (и я считаю, совершенно справедливо) была названа способность компенсировать сопротивление проводов. По-моему, было очевидно, что речь шла о сбалансированном мосте и о включении соединительных проводов в соседние плечи моста для компенсации их сопротивления (а также и наводок на них, кстати). Почему уважаемый One решил, что компенсация должна происходить в той примитивной схеме моста, что привёл автор, непонятно.
Под промышленными измерительными мостами я имел в виду, в частности, класс приборов для измерения импеданса и иммитанса, использующих четырёхпроводное подключение измеряемой величины. Как правило, нет там никаких тумблеров и кнопок для калибровки моста, так как в комплект входят стандартные кабели и щупы. Но дело даже не в этом.
Да, трёх- и четырёхпроводное подключение действительно используется и в немостовых схемах, например, для того чтобы разделить, так сказать силовые и сигнальные цепи, и уменьшить влияние падения напряжения на них. Особенно, когда импеданс измеряемой величины сопоставим с импедансом проводов. Но это не компенсация, вот в чём отличие.

вот именно, уважаемый 'Herz' - "о преимуществах мостовой схемы" ! и при этом не задавались вопросы о преимуществах или недостатках СПЕЦИАЛЬНЫХ (весьма и заметно отличающихся от класического исходного варианта моста Уинстона) способов включения датчиков и их соединительных проводов ...

и далее -
далеко и совсем не очевидно, тем более в исходном классическом варианте, который Вы, почему-то, назывете "примитивным" ...

именно исходя из формулировки шапки топика ....
Вот если бы вопрос звучал, например, приблизительно так:
- "преимущества мостовой схемы и специальных способов и методов ее использования для компенсации влияния соединительных проводов и внешних воздействий ..."
- тогда в ответах было бы справедливо и обосновано уделить большую часть информации, помимо описания исходного варианта мостовой схемы, описаниям или отсылкам на специальные способы (которые, кстати, далеко не исчерпываются трех-или четырех- проводными вариантами),
тогда я бы поглядывал на это молча ....

а так - вопрос об одном, а ответ о другом ..., попытки же уточнения встретили яростное неприятие, по типу - есть два мнения: мое и неправильное ...

Вообщем, как хотите, а я не вижу здесь предмета для спора.

По-моему, в этом всё дело, а не в постановке вопроса.
Хотите оставить за собой последнее слово - пожалуйста.

Первое - я не спорил и не спорю (поскольку это бессмысленно...),
а всего лишь задаю вопрос ...
Второе - если Вы считаете неверными наши с "xemul" уточнения,
то покажите, пожалуйста на формулах, для схемы включения датчика (R+dR) в моcт Уитстона (в его частном случае - равноплечего моста) - каким образом происходит эта самая пресловутая "компенсация" без использования схем включения датчика и его проводов в другие плечи и ветви моста.

Да с чего Вы взяли, что компенсация (без кавычек) должна непременно происходить в той схеме бедного Уинстона, к которой Вы прицепились (извините!), именно
без использования схем включения датчика и его проводов в другие плечи и ветви моста?!! Кто это утверждал? Или Вы считаете включение соединительных проводов в смежные плечи моста неким кощунственным и требующим настолько, что схема перестаёт быть мостовой и переходит в некую особую категорию "систематизированных систематических систем" с "более другими" свойствами?
Не буду я приводить никаких формул. Можете считать меня голословным болтуном...

Метрология - по определению точная наука, поэтому без формул - ну ни как ...
тем более, что формул, доказывающих или подтверждающих возможность "компенсации влияния соединительных проводов, температурного влияния, и т.д. ...", для описываемого автором этой ветки случая включения датчика в одно плечо мостовой схемы (имеющей в литературе наименование - мост Уитстона), -
- нет и не может быть ....

Ну сказка про белого бычка, да и только. А последний абзац - это нечто. Спасибо, повеселили. Можно смайлик? Тогда Внушает.

Уважаемый Herz, ответьте, плз, на два вопроса:
1) схемы 3- или 4-хпроводного подключения датчика являются неотъемлемой частью или специфической особенностью мостовых схем измерения (специально не поминаю мост Уитстона как частный случай?
2) обладает ли мостовая схема без использования схемы 3- или 4-хпроводного подключения датчика какими-либо способностями к компенсации активных сопротивлений соединительных проводов? (компенсация реактивных составляющих - тема для еще более длинной песни, и там мы точно не договоримся без длинных формул, а это так утомительно)

А теперь посмотрите, с чем именно я не согласился в самом начале и о чем говорил на протяжении всего треда. Хотя, если Вы ответили на оба вопроса утвердительно, можете не смотреть.

Знаете, я поначалу искренне считал, что мы друг друга недопоняли. Я пытался отстоять утверждение, что мостовые схемы в принципе позволяют компенсировать сопротивление проводов (в отличие от НЕмостовых), для чего и упоминал четырёхпроводное подключение; Вы же с One насмерть стояли за классический мост, который теперь "специально не поминаете", и в этом - вся проблема.
Теперь я вижу, что ошибался и зря вступил в полемику, ибо реакция будет одна:

Всегда пожалуйста. И позвольте откланятся, чтобы не помешать Вашему веселью.

Мне не нужно, чтобы Вы публично съели шляпу или остригли бороду. Тем не менее попробуйте в тишине спокойненько нарисовать пяток (- десяток - как получится...) формул, чтобы в дальнейшем не вводить людей в заблуждение. Ну или действительно не вступайте в полемику по вопросу, которым владеете на уровне подключения шнурков и не можете выразить аналитически.
А автор треда, думаю, и сам сможет при желании разобраться в достоинствах и недостатках мостовых схем - ничего сверхсложного в этом нет.

Вот спасибо!

Уж не таких ли:
Гениально!

Не надо, товарищ, не заходите слишком далеко. Похоже, не Вам меня учить. Вы сами-то где были в это время?

Вам удалось ответить на два вопроса, заданных мной двумя постами ранее?

На всякий случай, цитата из Вашего пред-пред-поста:

С выделенным я и не могу согласиться. И дело не в принципе, а в законе Кирхгофа.

Повторюсь (еще более общо):
1) 3- или 4-хпроводное подключение датчика обеспечивает компенсацию сопротивления проводников к датчику независимо от использования его в мостовой или в потенциометрической схеме;
2) мостовая схема включения датчика без использования 3- или 4-хпроводного подключения не обеспечивает компенсации сопротивления проводников к датчику.

Вы можете что-нибудь возразить по существу, а не "в принципе"? Если получится в аналитическом виде, не в таком убогом, как получилось у меня (извините, упростил все до безобразия), будет просто здОрово - мы сможем общаться на сухом языке формул.

Я даже завидовать стал Вашему упрямству, ей-богу...
Я ведь Вам ссылку приводил, со схемами и с формулами. Неужели недостаточно сухим языком написано?
Напомню Вам цитату оттуда:



Ну что ж, отчего же не ответить.

С этим я ни разу и не спорил, лишь никак не могу взять в толк: отчего она обязана делать это сама по себе? Это и есть камень преткновения?
Вот с этим не могу согласиться. Думаю, Вы и сами поймёте ошибочность данного утверждения, достаточно лишь представить себе потенциометрическую схему с разными исходными сопротивлениями плеч. Не может она компенсировать сопротивления проводов, по определению.

Даже не знаю, что и сказать. Оно мне надо? Но все-таки попробую еще раз.

Вот это меня и огорчает: вроде бы читаем одно и то же... Как Ваша цитата соотносится с предметом обсуждения? Или мы рассматриваем удаленное подключение датчика не по четверть-, а по полумостовой схеме?

Именно это и утверждал товарищ net. И именно с этим я не согласился. А потом Вы не согласились со мной.

Совсем на всякий случай:
потенциометрическая схема
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
потенциометрическая схема с 3-хпроводным подключением датчика
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Если Вы проделаете несложные выкладки, то получите те две формулы, которые я уже приводил. Еще раз обращу Ваше внимание: в формулах отсутствуют сопротивления проводников Rt - это по определению и называется компенсацией сопротивления проводников. И соотношение сопротивлений плеч здесь совсем не при чем.
И еще раз замечу, что для 4-хпроводного подключения датчика выкладки еще проще.