Wheatstone Brücke: Warum benötigt man einen Nullabgleich?

Prinzipiell benötigt man bei jeder Messung und jeder Maßangabe einen fest definierten Nullpunkt. Den erreicht man bei der W-Brücke durch den Abgleich auf 0 Volt.

Wenn man die W-Brücke einrichtet, z.B. in Form von Dehungsmessstreifen, hat man oft schon durch das Aufkleben eine gewisse Spannung drin, sodass U nicht 0 ist. Das erreicht man dann durch den Abgleich.

Nur für U= 0 gilt exakt R1 * R4 = R2 * R3 und hat damit einen definierten Ausgangspunkt der Messung, sodass man nicht nur Differenzen sondern auch absolute Werte angeben kann.

Die W-Brücke wird zur Bestimmung eines unbekannten Widerstandes (Rx) benutzt. Ihr Meßprinzip beruht darauf, dass durch den Nullabgleich (Spannung = 0) im Querzweig das Verhältnis der Widerstände bestimmt werden kann.

Rx / R2 = R3 / R4 >> Rx = R2 • R3 / R4 (wobei R2, R3, R4 bekannt sind)

Das gilt aber nur, wenn die Spannung an den Verbindungspunkten zwischen Rx und R2 gleich der zwischen R3 und R4, d.h. wenn die Brücke abgeglichen ist.

Wenn man abgeglichen hat zeigt das Instrument "Null" an.

Ansonsten ist man nicht abgeglichen. Im abgeglichen Zustand wird dann der unbekannte Widerstandswert aus den anderen Widerständen berechnet.  

Der Vorteil ist, dass man

• kein genaues (geeichtes) Messinstrument braucht 
• die angelegte Spannung nicht bekannt oder geeicht sein muss

Unvermeidbare Fertigungstoleranzen der Widerstände. (Das kriegt man noch ein für alle Mal hin, mit einem Trimmer.)

Möglicherweise verschiedene Temperaturgänge (und Spannungsgänge usw.) der Widerstände, was einen Abgleich vor jeder Messung erforderlich macht.

https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke#Abgleichverfahren