Devemos usar pontes de wheatstone hoje em dia?

Para medir extensômetros, a ponte Wheatstone é a escolha histórica.

Em um quarto de onda de Wheatstone ( $350 \Omega$ tipicamente (?)), Com um amplificador de alta impedância de entrada e alguma tensão de potência da ponte $V$ , a razão entre a tensão de saída da ponte e qualquer resistor é 1/4, que é a mesma proporção em um divisor de tensão entre a tensão de saída e qualquer resistor, em comparação com uma referência de tensão estável de $V/2$ .

Um divisor de tensão com uma referência de voltagem teria um ruído de voltagem de cerca de 35,16 nV / rtHz (a partir de uma referência de voltagem de 35 nV / rtHz mais dois resistores), e o Wheatstone controla um ruído de voltagem de 4,86 ​​nV / rtHz (de quatro resistores) , o que deve ser suficiente (?) para a maioria dos sistemas ADC (ou seja, para 24 bits, faixa de 0-5V: resolução de 300nV).

$0.02\%$ $2 \ ppm/C^\circ$$4\ ppm/C^\circ$$0.005\%$$2 \ ppm/C^\circ$$8 \ ppm/C^\circ$

Portanto, por que se preocupar em usar pontes Wheatstone?

O que você está perdendo é que o objetivo comum de usar uma ponte Wheatstone é equilibrar dois sensores. Ou seja. quando usamos uma ponte de Wheatstone, geralmente temos duas resistências variáveis ​​ou fontes de corrente que queremos equilibrar assim;

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Você está certo ao concluir que, se tivermos apenas um sensor para medir e não dois que queremos equilibrar, a ponte Wheatstone não é a maneira ideal de fazê-lo.

O problema do uso de uma versão de referência de tensão é que o circuito depende da diferença entre duas fontes de tensão precisas, V e Vref. Na ponte Wheatstone, existe apenas uma fonte de tensão e há algum cancelamento de erro.

As referências precisas de tensão são barulhentas e difíceis de filtrar sem perder a precisão. Eles têm boa estabilidade a longo prazo para a tensão, mas muitos têm baixa estabilidade a curto prazo.

A ponte Wheatstone e suas variações ainda são amplamente utilizadas no projeto de equipamentos de medição. Existem muitos erros de medição no mundo real que não são apenas ruído do resistor, e um circuito em ponte geralmente ajuda.