Wheatstone-Brücke?

Wiedermal so ein Ding, dass die deutsche Facharztausbildung skotomisiert, vermutlich auch, weil es ja zugegebenermassen relativ wenig direkten Impact im Alltag hat.

Es handelt es sich um einen elektrischen Kreislauf, der durch Abgleich der Widerstände über die Schenkel mittels eines regelbaren Widerstandes R2 in der Lage ist, sehr fein einen unbekannten „Messwiderstand“ Rx zu ermitteln. Heisst, letztlich sind wir damit in der Lage sehr feine Unterschiede zu messen.

Dem Aufbau nach haben wir also primär ein Strommessgerät/ Galvanometer und 4 Widerstände – den unbekannten Messwiderstand Rx, die Basiswiderstände R1 und R3 und einen regelbaren Widerstand Rx. Im Setting mit regelbarem R2 werden primär die Stromflüsse zwischen den Schenkeln |ADC| und |ABC| und damit den Paaren R1-R2 und R3-Rx abgeglichen.

Zur Ermittlung von Rx wird nun R2 so eingestellt, dass unser Galvanometer KEINEN Stromfluss anzeigt. Das bedeutet, dass zwischen den Schenkeln über R1 und R2 unser Regelwiderstand) und über R3 und Rx der selbe Widerstand anliegt, weshalb es keine Flussdifferenz, bzw. Spannungsdifferenz, also auch keinen Ausgleichstrom über unser Galvanometer, also Strecke |D-B| gibt. Die Messung dieser Ströme erlaubt eine sehr genaue Messung und eben dadurch auch eine sehr genaue Regelung.

Wählt man R2 als nicht regulierbar, so lässt sich aus den bekannten Widerständen R1, R2 und R3 über die auftretenden Stromflüsse und deren Richtung Rx mittels der Kirchhoff`schen Regeln für geschlossene Stromkreise zu berechnen. Vereinfacht gesprochen kann man annehmen, dass in einem geschlossenen Stromkreis die Summe aller Stromzuflüsse an einem Verzweigungsort gleich der Summe aller Abflüsse sein muss, dass heisst der Stromfluss über ADC und ABC muss in der Summe dem ein- und austretenden Gesamtstrom entsprechen. Entsprechendes gilt für die Spannungsabfälle über dem Stromkreis im Vergleich zu den Quellenspannungen. Auch ihre Summe ist gleich, i.e. Null.

Wo findet man nun so ein Ding in der anästhesiologischen Wirklichkeit?

Arterielle Kanülen werden über Druckwandler, also Transducer als Druckkurve sichtbar, was gemessen wird ist letztlich die dehnungsbedingte Änderung des Widerstands eines Drahtes, der durch die Bewegungen der Druckwandlermembran verformt wird. Dehnt man den Draht, wird er länger und schmaler, damit steigt der Widerstand. Und bumm, haben wir einen veränderlichen Widerstand mit geringsten Änderungen über kurze Zeit – ideal für unsere Wheatstonebrücke…

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