Ponte Wheatstone

A Ponte de Wheatstone é uma configuração (=montagem) que serve para descobrirmos o valor, com precisão, de uma resistência elétrica desconhecida.

Aplicações:

Medição de Resistência; Medição de Temperatura (NTC, PTC); Medição de Pressão (Strain Gauge); Medição de Peso (Strain Gauge); LDR (Light Dependent Resistor).

Desta vez vamos estudar apenas como:

• Ohmímetro de precisão (sensibilidade, reprodutividade, calibração)
• Sensor: temperatura (NTC)

Esquema elétrico de Ponte de Wheatstone:

Supondo que as quedas de tensão nos resistores R1 (VR1) e R3 (VR3) sejam iguais e que, as quedas de tensão nos resistores R2(VR2) e R4(VR4) sejam iguais, o valor da tensão é zero. 

Se R3 for desconhecida (Rx) e R4 for um potenciômetro (Rp), temos:

Desse modo, podemos ajustar o potenciômetro de modo a equilibrar a ponte (V=0, no multímetro) e obter o valor de Rx.

O potenciômetro deve ser de precisão e graduado, para a leitura da resistência de medida (Rx).

Se utilizarmos R1=10*R2, poderemos medir valores de resistência bem superiores do que no caso em que R1=R2.

Analogamente se utilizarmos R1=R3/10, podemos medir valores de resistência bem menores, com mais precisão, do que no caso em que R1=R2.

CALIBRAÇÃO – Regressão Linear Simples

A calibração pode ser avaliada através de diferentes modelos matemáticos, ou estatísticos.  A regressão linear simples é um dos métodos que iremos utilizar. Tendo uma reta de referência, podemos avaliar se as outras medidas se aproximam dessa reta.  Quanto mais se aproximar, melhor será a calibração. 

MODELAMENTO MATEMÁTICO

Observe o exemplo abaixo, para um conjunto de medidas:

Os coeficientes de interesse são:

r = porcentagem de correlação linear (coeficiente);     ̶ 1 ≤ r ≤ 1

b = inclinação da reta

a = intersecção da reta

 

Construindo o gráfico com os resultados acima, tem-se: