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雙電橋法的測(cè)量原理

更新時(shí)間:2021-02-19      點(diǎn)擊次數(shù):5505

雙電橋法是目前測(cè)量金屬電阻應(yīng)用廣泛的一種方法。

它用于測(cè)量小電阻(10-2~10-6Ω)。圖4.2-6繪出了雙電橋電路圖。和單電橋相比看出,分路ABC中串聯(lián)了兩個(gè)高電阻R1R2,這和單電橋相同。所不同處是:被測(cè)電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻RN之間加人另一個(gè)并聯(lián)支路EDF,其中串聯(lián)了兩個(gè)大電阻R3R4,并將檢流計(jì)的一個(gè)接點(diǎn)連接在R3R4之間的D點(diǎn)。電橋平衡是通過調(diào)節(jié)四個(gè)高電阻R1、R2、R3R4來實(shí)現(xiàn)的。在電橋設(shè)計(jì)上,每個(gè)高電阻通常大于50Ω,且R1=R3R2=R4,并還需要在結(jié)構(gòu)上保持R1R3成聯(lián)動(dòng),R2R4成聯(lián)動(dòng)。同時(shí)要使連接RxRN之間的導(dǎo)線EF的電阻盡可能地小。如此就可使電橋中的分路電流I1I2很小,而I3相對(duì)大得多。測(cè)量時(shí)調(diào)節(jié)可變電阻,使檢流計(jì)中無電流通過,即在電橋達(dá)到平衡時(shí)可以導(dǎo)出

 

根據(jù)上式,R1R2RN為已知,即可求出被測(cè)電阻RX值。為提高被測(cè)電阻值的精que度,測(cè)量時(shí)盡可能使R1R2之比接近于1,RN接近Rx。

 

4.2-6 雙電橋測(cè)量原理示意圖

從上述電路原理,可以分析出雙電橋法的兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):附加電阻的影響很小以及能靈敏地反映被測(cè)電阻微小的變化。在圖示電流方向的情況下,在分電路EDF中,D點(diǎn)被l2R3+I2RoRo為附加電阻)所決定,由于I2很小,Ro<R3,因此ED線路中的導(dǎo)線電阻與接線柱間的接觸電阻對(duì)D點(diǎn)影響很小。在改變電流流動(dòng)方向時(shí),DF線路中附加電阻的影響很小。同理,在ABC分路中,由于I1很小,附加電阻對(duì)B點(diǎn)的影響很小,所以雙電橋中附加電阻對(duì)測(cè)量的影響可以忽略不計(jì)。由于Rx小,EF中的電阻極小,所以流經(jīng)被測(cè)電阻RxAE)的I3I1、I2相比要大得多,于是Rx有一個(gè)微小的變化,即能顯著地影響B點(diǎn)和D點(diǎn)的電位,從而使雙電橋能精que地測(cè)出試樣電阻值的變化。操作足夠熟練時(shí),在雙電橋上能以0.2%~0.3%的精que度測(cè)量大小為10-4~10-3Ω左右的電阻。

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