Puentes de medicion DC Wheatstone

Instrumentación y Medidas

Ing. Electrónica
Universidad Nacional de Colombia
Bogotá, Colombia


1) Introducción
Durante mucho tiempo han existido diferentes métodos para medir los valores de los
componentes eléctricos, en el caso de la medición con alta precisión de dichas medidas se han
usado los circuitos puentes que presentan una gran precisión para medir dichas variables,
claroestá cada en las condiciones para las cuales fue concebido, ya que existen diferentes
tipos de puentes, tanto para DC como para AC y para cada una gran variedad de posibilidades.
Las variables eléctricas que se miden con puentes generalmente son los parámetros de
impedancia como resistencia, capacitancia, inductancia, admitancia, conductancia. Los
métodos de puente son los más precisos portratarse de métodos de cero y por efectuarse la
comparación directamente respecto a resistencias calibradas que pueden ser conocidas con
una alta precisión.

2) Puentes de medición DC
1. Puente de Wheatstone:
Se usa generalmente para resistencias de 2 terminales, y es usado para medición de precisión
de resistencias en el rango de fracciones de ohm hasta varios Megaohms. El puente tiene
cuatroramas resistivas junto con una fuente de poder y un detector de cero, que sea sensible
al paso de la corriente generalmente un galvanómetro. La corriente a través del galvanómetro
depende de la diferencia de potencial entre los puntos C y D (1), como se puede ver en la
figura 1.

Fig 1. Puente Wheatstone

Se dice que el puente se encuentra equilibrado cuando la tensión a través delgalvanómetro es
igual a 0v, por lo que no hay una corriente a través de él. Esto sucede cuando la tensión entre
el punto C-A es igual a la del punto D-A, o también cuando se toma como punto de referencia
el otro terminal de la batería, entonces seria entre C-B igual a D-B (Figura 1). Esto quiere decir
que
, además si la corriente del galvanómetro es 0 lo que hace que las 2
corrientes de las ramas seaniguales, es decir se cumple que
y
,
de lo que se obtiene que

expresando que el puente se encuentra en equilibrio.

Si se conocen con gran precisión los valores d las resistencias
resistencia desconocida,
la resistencia patrón del puente,
y
rama de relación, se obtiene la expresión que la calcula (1):

,
y
siendo
la
resistencias llamadas de

Una variante del puente Wheatstonese monta frecuentemente con resistencias patrón y un
sistema de relación de alcance limitado o lectura directa de relación, el cual posee una relación
nominal igual a la unidad, la cual se puede ajustar desde 1,005000 hasta 0,995000, lo cual
supone 4 décadas de ajuste, de las cuales la mayor tiene escalones de 0,1%. (4). Si se hace una
operación de equilibrio con los 2 patrones de las ramas dey
y un segundo equilibrado
con los patrones intercambiados, entonces su diferencia será igual a la mitad de la diferencia
entre las 2 lecturas de equilibrio.
Para detectar la sensibilidad del puente o mejor del galvanómetro, es necesario detectar la
corriente del detector, ya que cada galvanómetro tiene diferentes corrientes por unidad de
deflexión, llamada también sensibilidad decorriente, y también posee una resistencia interna
particular para cada uno.

Fig 2. Puente Wheatstone con interruptor de rama y protección de galvanómetro.

Por tanto la sensibilidad se puede determinar a partir de la tensión que aparece en el
galvanómetro con el interruptor
abierto que se muestra en la figura 2 es
,
(4) en la que E es la tensión de alimentación y
es la proporción en la que laresistencia B o
se aparta de su valor de equilibrio. De tal forma que si se conoce la sensibilidad del
galvanómetro en un circuito cuya resistencia externa sea igual a la del puente vista desde los
terminales del galvanómetro, se podría calcular su respuesta para el desequilibrio de
(Siguiendo las convenciones de las resistencias de la figura 2, donde A, B,C,D son
respectivamente ,
,
y...