Bei der Wheatstonesche Messbrücke handelt es sich um eine Parallelverbindung von zwei Spannungsteilern. Die Messung eines Widerstandes erfolgt durch
Anwendung des Abgleichverfahrens. An dem Verfahren nehmen vier Widerstände teil. Zwei Widerstände haben feste und bekannte Widerstandswerte. Der dritte Widerstand, dessen
Widerstandswert gemessen werden soll, stellt in der Brückenschaltung die Unbekannte dar. Der vierte Widerstand ist einstellbar. Sein Wert wird solange justiert, bis die
Brücke abgeglichen wird. Der Zustand stellt sich dann ein, wenn die Ausgangsspannung, gemessen zwischen den Ausgangspunkten der beiden Spannungsteiler, den Wert null
erreicht.
Auf der Skizze handelt es sich bei den Widerständen R1 und R3 um bekannte Größen. Widerstand R4 ist unbekannt. Mit dem Widerstand R2 (Potentiometer)
wird die Messbrücke abgeglichen. Der abgeglichene Zustand tritt dann ein, wenn die Spannung U den Wert null aufweist. Sobald der Zustand erreicht ist, kann der
Wert des Widerstandes R4 ermittelt werden. Er beträgt:
R4 = (R2 * R3) / R1.
Die zugrunde liegende Gleichung des Wheatstonesche Messbrücke:
R1 * R4 = R2 * R3
Eine Testschaltung für die Wheatstonesche Messbrücke ist denkbar schnell aufgebaut. Man braucht hierzu eine Spannungsquelle, zwei Widerstände mit bekannten Werten,
einen Widerstand, dessen Widerstandswert gemessen werden soll und ein Potentiometer. Mit einem Voltmeter wird dann anschließend die Ausgangsspannung der
Brücke gemessen.
Die Vorgehensweise bei der Ermittlung des Widerstandswertes von Rx ist simpel. An den Anschlüssen A und B wird ein Voltmeter angeschlossen. An den Punkten
C und D schließen wir den unbekannten Widerstand an. Nachdem die Versorgungsspannung eingeschaltet wurde, kann die Messung beginnen. Der Widerstand R2, hier ein
einfaches Potentiometer, wird solange verstellt, bis sich am Voltmeter die Spannung von 0V einstellt. Der gesuchte Widerstandswert kann dann auf der vorbereiteten
Skala abgelesen oder nach der oben genannten Formel berechnet werden.
Um die Genauigkeit zu erhöhen, können zwei oder mehrere Potentiometer für unterschiedliche Widerstandsbereiche verwendet werden. Hierzu muss der am Widerstand R2
eingestellter Wert bekannt sein.
Alternativ können an der Stelle von Potentiometer Widerstandsdekaden eingesetzten werden.
