Kas ir Vitstonas tilts?

Tāpat kā daudzi izgudrojumi un paņēmieni, arī šāda veida testēšanas shēma nav nosaukta tā cilvēka vārdā, kurš to pirmais izgudroja, bet gan par cilvēku, kurš to izstrādāja un pilnveidoja. Pirmo reizi to 19. gadsimta sākumā izstrādāja vīrietis, vārdā Semjuels Kristijs, bet to populāru padarīja sers Čārlzs Vitstons, ar kura vārdu tas tagad ir pazīstams. Principi, pēc kuriem darbojas Vitstonas tilta ķēde, un metodes, kurām tā tiek izmantota, kopš tās izgudrošanas nav būtiski mainījusies, lai gan ir izstrādāti daudzi uzlabojumi un variācijas.

Visvienkāršākajā formā Vitstonas tilts sastāv no elektriskās ķēdes ar divām kājām, elektriska ievades avota ar pastāvīgu spriegumu, četriem rezistoriem, tostarp diviem ar fiksētu, zināmu pretestību, vienu ar mainīgu pretestību, ko var uzraudzīt izmaiņas un pārbaudāmais rezistors. Nepieciešams arī sprieguma mērītājs. Šī pamata konfigurācija ļauj pārbaudīt jebkuru vadošu materiālu, lai noteiktu tā pretestību ar ļoti augstu precizitātes pakāpi.

Ķēde ir paredzēta, lai sadalītu ienākošo strāvu divās daļās, kuras ir savienotas kopā. Katrā kājā ir divi rezistoru elementi. Katras kājas vienam rezistoram ir fiksēta, zināma pretestība. Vienā kājā šis rezistors ir savienots pārī ar mainīgu rezistoru, un ir jābūt līdzekļiem, kas kontrolē pretestību, mainoties. Otrā kājā rezistors ar zināmo pretestību ir savienots pārī ar pārbaudāmo komponentu. Kad tiek ievadīta strāva, ar mainīgo rezistoru tiek manipulēts, līdz sprieguma mērītājs reģistrē nulles strāvas plūsmu, kas nozīmē, ka katras kājas pretestības ir tieši identiskas.

Pārbaudot mainīgā rezistora pretestības iestatījumu, pēc tam ir iespējams viegli aprēķināt testa komponenta pretestību. Ir iespējams uzbūvēt Vitstonas tiltu, izmantojot trīs rezistorus ar fiksētu pretestību, ja vien ir zināmas visas vērtības. Aprēķini, kas saistīti ar testa komponenta pretestības noteikšanu, ir sarežģītāki, ja tiek izmantots šāda veida Vitstonas tilts, taču izmantotie pamatprincipi ir vienādi.