交流電橋的原理和應(yīng)用

1、交流電橋的原理和設(shè)計(jì)DH4518 型交流電橋?qū)嶒?yàn)儀實(shí)驗(yàn)講義交流電橋的原理和設(shè)計(jì)交流電橋是一種比較式儀器，在電測(cè)技術(shù)中占有重要地位。它主要用于測(cè)量 交流等效電阻及其時(shí)間常數(shù)；電容及其介質(zhì)損耗；自感及其線圈品質(zhì)因數(shù)和互感 等電參數(shù)的精密測(cè)量，也可用于非電量變換為相應(yīng)電量參數(shù)的精密測(cè)量。常用的交流電橋分為阻抗比電橋和變壓器電橋兩大類。習(xí)慣上一般稱阻抗比 電橋?yàn)榻涣麟姌?。本?shí)驗(yàn)中交流電橋指的是阻抗比電橋。交流電橋的線路雖然和 直流單電橋線路具有同樣的結(jié)構(gòu)形式，但因?yàn)樗乃膫€(gè)臂是阻抗，所以它的平衡 條件、線路的組成以及實(shí)現(xiàn)平衡的調(diào)整過程都比直流電橋復(fù)雜?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、掌握交流電橋的平衡條件和測(cè)量原理2

2、、設(shè)計(jì)各種實(shí)際測(cè)量用的交流電橋3、驗(yàn)證交流電橋的平衡條件【交流電橋的原理】圖1是交流電橋的原理線路。它與直流單電橋原理相似。在交流電橋中，四 個(gè)橋臂一般是由交流電路元件如電阻、電感、電容組成；電橋的電源通常是正弦 交流電源；交流平衡指示儀的種類很多，適用于不同頻率范圍。頻率為200Hz以下時(shí)可采用諧振式檢流計(jì)；音頻范圍內(nèi)可采用耳機(jī)作為平衡指示器；音頻或更 高的頻率時(shí)也可采用電子指零儀器；也有用電子示波器或交流毫伏表作為平衡指 示器的。本實(shí)驗(yàn)采用高靈敏度的電子放大式指零儀，有足夠的靈敏度。指示器指 零時(shí)，電橋達(dá)到平衡一、交流電橋的平衡條件我們?cè)谡曳€(wěn)態(tài)的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中

3、，四個(gè)橋 臂由阻抗元件組成，在電橋的一個(gè)對(duì)角線 cd上接入交流指零儀，另一對(duì)角線ab 上接入交流電源。當(dāng)調(diào)節(jié)電橋參數(shù)，使交流指零儀中無電流通過時(shí)（即lo=O）, cd兩點(diǎn)的電位 相等，電橋達(dá)到平衡，這時(shí)有U a（= U adUcb=Udb即 llZl = l4Z4l2Z2 = l3Z3兩式相除有圧二四|2Z2|3Z3當(dāng)電橋平衡時(shí)，lo=O,由此可得ll = l2， l3=l4所以乙Z3=Z2Z4（ 1）上式就是交流電橋的平衡條件，它說明：當(dāng)交流電橋達(dá)到平衡時(shí)，相對(duì)橋臂 的阻抗的乘積相等。由圖1可知，若第一橋臂由被測(cè)阻抗Zx構(gòu)成，則Z2 -Zx= Z4 Z3當(dāng)其他橋臂的參數(shù)已知時(shí)，就可決定被測(cè)阻

4、抗 Zx的值。二、交流電橋平衡的分析下面我們對(duì)電橋的平衡條件作進(jìn)一步的分析。在正弦交流情況下，橋臂阻抗可以寫成復(fù)數(shù)的形式Z=R+jX=Ze j"若將電橋的平衡條件用復(fù)數(shù)的指數(shù)形式表示，則可得Z 1占1 Zaej"3=乙占2 Z4ej "4 即 Z 1 Z3 ej（" 1+"3）=乙 Z3 ej（ "2+"4） 根據(jù)復(fù)數(shù)相等的條件，等式兩端的幅模和幅角必須分別相等，故有億憶 3=Z2Z4（2）L$1+（fe=如+ $4上面就是平衡條件的另一種表現(xiàn)形式，可見交流電橋的平衡必須滿足兩個(gè)條 件：一是相對(duì)橋臂上阻抗幅模的乘積相等；二是

5、相對(duì)橋臂上阻抗幅角之和相等。 由式（2）可以得出如下兩點(diǎn)重要結(jié)論。1、交流電橋必須按照一定的方式配置橋臂阻抗如果用任意不同性質(zhì)的四個(gè)阻抗組成一個(gè)電橋， 不一定能夠調(diào)節(jié)到平衡，因 此必須把電橋各元件的性質(zhì)按電橋的兩個(gè)平衡條件作適當(dāng)配合。在很多交流電橋中，為了使電橋結(jié)構(gòu)簡單和調(diào)節(jié)方便，通常將交流電橋中的 兩個(gè)橋臂設(shè)計(jì)為純電阻。由式（ 2）的平衡條件可知，如果相鄰兩臂接入純電阻，則另外相鄰兩臂也必須接入相同性質(zhì)的阻抗。例如若被測(cè)對(duì)象 乙在第一橋臂中，兩相鄰臂Z2和Z3 （圖1）為純電阻的話，即 血=由=0,那么由（2）式可得：如二&，若被測(cè)對(duì)象 Zx是電容，則它相鄰橋臂Z4也必須是電容；若Z

6、x是電感，則Z4也必須是電感。如果相對(duì)橋臂接入純電阻， 則另外相對(duì)兩橋臂必須為異性阻抗。 例如相對(duì)橋 臂Z2和Z4為純電阻的話，即 血二松=0，那么由式（2）可知道：臉=-叔；若被測(cè) 對(duì)象Zx為電容，則它的相對(duì)橋臂Z3必須是電感，而如果Zx是電感，則Z3必須 是電容。2、交流電橋平衡必須反復(fù)調(diào)節(jié)兩個(gè)橋臂的參數(shù) 在交流電橋中，為了滿足上述兩個(gè)條件，必須調(diào)節(jié)兩個(gè)橋臂的參數(shù)，才能使 電橋完全達(dá)到平衡， 而且往往需要對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行反復(fù)地調(diào)節(jié)， 所以交流電橋 的平衡調(diào)節(jié)要比直流電橋的調(diào)節(jié)困難一些。【交流電橋的設(shè)計(jì)】本實(shí)驗(yàn)采用獨(dú)立的測(cè)量元件， 既可設(shè)計(jì)一個(gè)理論上能平衡的橋路類型， 又可 設(shè)計(jì)一個(gè)理論上不

7、能平衡的橋路類型，以驗(yàn)證交流電橋的工作原理。交流電橋的四個(gè)橋臂， 要按一定的原則配以不同性質(zhì)的阻抗， 才有可能達(dá)到 平衡。根據(jù)前面的分析， 滿足平衡條件的橋臂類型， 可以有許多種。設(shè)計(jì)一個(gè)好 的實(shí)用的交流電橋應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（ 1 ） 、橋臂盡量不采用標(biāo)準(zhǔn)電感。由于制造工藝上的原因，標(biāo)準(zhǔn)電容的準(zhǔn)確 度要高于標(biāo)準(zhǔn)電感，并且標(biāo)準(zhǔn)電容不易受外磁場的影響。所以常用的交流電橋， 不論是測(cè)電感和測(cè)電容，除了被測(cè)臂之外，其它三個(gè)臂都采用電容和電阻。（2）、盡量使平衡條件與電源頻率無關(guān)，這樣才能發(fā)揮電橋的優(yōu)點(diǎn)，使被測(cè) 量只決定于橋臂參數(shù)， 而不受電源的電壓或頻率的影響。 有些形式的橋路的平衡 條件與頻率有

8、關(guān)，這樣，電源的頻率不同將直接影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。（ 3） 、電橋在平衡中需要反復(fù)調(diào)節(jié)， 才能使幅角關(guān)系和幅模關(guān)系同時(shí)得到滿 足。通常將電橋趨于平衡的快慢程度稱為交流電橋的收斂性。 收斂性愈好， 電橋 趨向平衡愈快；收斂性差，則電橋不易平衡或者說平衡過程時(shí)間要很長，需要 測(cè)量的時(shí)間也較長。 電橋的收斂性取決于橋臂阻抗的性質(zhì)以及調(diào)節(jié)參數(shù)的選擇。 所以收斂性差的電橋，由于平衡比較困難也不常用。當(dāng)然，出于對(duì)理論驗(yàn)證的需要，我們也可以組建自己需要的各種形式的交 流電橋。下面是幾種常用的交流電橋。一、電容電橋電容電橋主要用來測(cè)量電容器的電容量及損耗角， 為了弄清電容電橋的工作 情況，首先對(duì)被測(cè)電容的等效電

9、路進(jìn)行分析，然后介紹電容電橋的典型線路。1、被測(cè)電容的等效電路實(shí)際電容器并非理想元件，它存在著介質(zhì)損耗，所以通過電容器 C的電流和 它兩端的電壓的相位差并不是90°,而且比90°要小一個(gè)S角就稱為介質(zhì)損耗 角。具有損耗的電容可以用兩種形式的等效電路表示， 一種是理想電容和一個(gè)電 阻相串聯(lián)的等效電路，如圖2a所示；一種是理想電容與一個(gè)電阻相并聯(lián)的等效 電路，如圖3a所示。在等效電路中，理想電容表示實(shí)際電容器的等效電容，而 串聯(lián)(或并聯(lián))等效電阻則表示實(shí)際電容器的發(fā)熱損耗。一 RCIHURUCU 滸圖2 (a)有損耗電容器的串聯(lián)等效電路圖2 (b)矢量圖圖2b及圖3b分別畫出了

10、相應(yīng)電壓、電流的相量圖。必須注意，等效串聯(lián)電 路中的C和R與等效并聯(lián)電路中的C'、R/是不相等的。在一般情況下，當(dāng)電 容器介質(zhì)損耗不大時(shí)，應(yīng)當(dāng)有 SC ,R< R/。所以，如果用R或R/來表示實(shí) 際電容器的損耗時(shí)，還必須說明它對(duì)于哪一種等效電路而言。因此為了表示方便 起見，通常用電容器的損耗角S的正切tg冰表示它的介質(zhì)損耗特性，并用符號(hào) D表示，通常稱它為損耗因數(shù)，在等效串聯(lián)電路中UR IRD=tg s=uc=3 cr圖3 (a)有損耗電容器的并聯(lián)等效電路I在等效的并聯(lián)電路中D=tg S =R =UR-C U應(yīng)當(dāng)指出，在圖2b和圖3b中，S =90-°(t對(duì)兩種等效電路

11、都是適合的，所以 不管用哪種等效電路，求出的損耗因數(shù)是一致的。2、測(cè)量損耗小的電容電橋(串聯(lián)電阻式)圖4為適合用來測(cè)量損耗小的被測(cè)電容的電容電橋，被測(cè)電容 Cx接到電橋 的第一臂，等效為電容Cx'和串聯(lián)電阻Rx',其中Rx'表示它的損耗；與被測(cè) 電容相比較的標(biāo)準(zhǔn)電容Cn接入相鄰的第四臂，同時(shí)與Cn串聯(lián)一個(gè)可變電阻Rn，橋的另外兩臂為純電阻Rb及Ra,當(dāng)電橋調(diào)到平衡時(shí)，有(Rx+1j Cx1)Ra=(Rn+ 市)Rb令上式實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分分別相等廣 RxRa=RnRbRa Rb-Cx Cn最后看到Rx= R RnCx= R Cn由此可知，要使電橋達(dá)到平衡，必須同時(shí)滿足上

12、面兩個(gè)條件，因此至少調(diào)節(jié) 兩個(gè)參數(shù)。如果改變Rn和Cn，便可以單獨(dú)調(diào)節(jié)互不影響地使電容電橋達(dá)到平衡。 通常標(biāo)準(zhǔn)電容都是做成固定的，因此Cn不能連接可變，這時(shí)我們可以調(diào)節(jié)Ra/Rb 比值使式（4）得到滿足，但調(diào)節(jié)Ra/Rb的比值時(shí)又影響到式（3）的平衡。因此 要使電橋同時(shí)滿足兩個(gè)平衡條件，必須對(duì) Rn和Ra/Rb等參數(shù)反復(fù)調(diào)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)， 因此使用交流電橋時(shí)，必須通過實(shí)際操作取得經(jīng)驗(yàn)，才能迅速獲得電橋的平衡。 電橋達(dá)到平衡后，Cx和Rx值可以分別按式（3）和式（4）計(jì)算，其被測(cè)電容的 損耗因數(shù)D為D=tg 3 = 3 CxRx=3 CnRn(5)圖4串聯(lián)電阻式電容電橋瘁 0圖5并聯(lián)電阻式電容電橋3

13、、測(cè)量損耗大的電容電橋（并聯(lián)電阻式）假如被測(cè)電容的損耗大，貝U用上述電橋測(cè)量時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)電容相串聯(lián)的電阻Rn必須很大，這將會(huì)降低電橋的靈敏度。因此當(dāng)被測(cè)電容的損耗大時(shí)，宜采用 圖5所示的另一種電容電橋的線路來進(jìn)行測(cè)量，它的特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)電容Cn與電阻Rx是彼此并聯(lián)的，則根據(jù)電橋的平衡條件可以寫成RbRn j Cn=Ra 一1RX j Cx整理后可得Rx=RnCx=CnRbRbRa而損耗因數(shù)為D=tg S =1CxRx1CnRn(8)交流電橋測(cè)量電容根據(jù)需要還有一些其他形式，也可參見有關(guān)的書籍設(shè)計(jì)、電感電橋電感電橋是用來測(cè)量電感的，電感電橋有多種線路，通常采用標(biāo)準(zhǔn)電容作為 與被測(cè)電感相比較的標(biāo)準(zhǔn)元件，

14、從前面的分析可知，這時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電容一定要安置在 與被測(cè)電感相對(duì)的橋臂中。根據(jù)實(shí)際的需要，也可采用標(biāo)準(zhǔn)電感作為標(biāo)準(zhǔn)元件， 這時(shí)' 標(biāo)準(zhǔn)電感一定要安置在與被測(cè)電感相鄰的橋臂中， 這里不再作為重點(diǎn)介紹。一般實(shí)際的電感線圈都不是純電感，除了電抗Xl= 3 L外，還有有效電阻R， 兩者之比稱為電感線圈的品質(zhì)因數(shù)Q。即R下面兩種電感電橋電路，它們分別適宜于測(cè)量高Q值和低Q值的電感元件1、測(cè)量高Q值電感的電感電橋測(cè)量高Q值的電感電橋的原理線路如圖6所示，該電橋線路又稱為海氏電橋。 電橋平衡時(shí)，根據(jù)平衡條件可得1(Rx+j 3 X) Rn+=RbRajC n簡化和整理后可得Lx =Rx =RbRaC n2

15、(9)1 ( CnRn)22RbRaRn (，Cn)21 (CnRn)由式(9)可知，海氏電橋的平衡條件與頻率有關(guān)。因此在應(yīng)用成品電橋時(shí), 若改用外接電源供電，必須注意要使電源的頻率與該電橋說明書上規(guī)定的電源頻 率相符，而且電源波形必須是正弦波，否則，諧波頻率就會(huì)影響測(cè)量的精度。用海氏電橋測(cè)量時(shí)，其Q值為Q=巫=1(10)Rx CnRn由式（10）可知，被測(cè)電感Q值越小，則要求標(biāo)準(zhǔn)電容Cn的值越大，但一 般標(biāo)準(zhǔn)電容的容量都不能做得太大，此外，若被測(cè)電感的 Q值過小，則海氏電 橋的標(biāo)準(zhǔn)電容的橋臂中所串的Rn也必須很大，但當(dāng)電橋中某個(gè)橋臂阻抗數(shù)值過 大時(shí)，將會(huì)影響電橋的靈敏度，可見海氏電橋線路是宜

16、于測(cè)Q值較大的電感參RxR4 = RaRnR2 = RbCn數(shù)的，而在測(cè)量Qv 10的電感元件的參數(shù)時(shí)則需用另一種電橋線路，下面介紹 這種適用于測(cè)量低Q值電感的電橋線路。圖7測(cè)量低Q值電感的電橋原理7所示。該電橋線路又稱為麥克斯韋電(11)(12)圖6測(cè)量高Q值電感的電橋原理2、測(cè)量低Q值電感的電感電橋測(cè)量低Q值電感的電橋原理線路如圖橋。這種電橋與上面介紹的測(cè)量高 Q值電感的電橋線路所不同的是：標(biāo)準(zhǔn)電容 的橋臂中的Cn。和可變電阻Rn是并聯(lián)的在電橋平衡時(shí)，有1（Rx+j CD X） 1=RbRa需jCn相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果為'Lx=RbRaCn、Rx= RaRn被測(cè)對(duì)象的品質(zhì)因數(shù)Q為Q LX

17、 = wRnCnRx麥克斯韋電橋的平衡條件式（11）表明，它的平衡是與頻率無關(guān)的，即在電 源為任何頻率或非正弦的情況下，電橋都能平衡，且其實(shí)際可測(cè)量的Q值范圍也較大，所以該電橋的應(yīng)用范圍較廣。但是實(shí)際上，由于電橋內(nèi)各元件間的相互 影響，所以交流電橋的測(cè)量頻率對(duì)測(cè)量精度仍有一定的影響。三、電阻電橋測(cè)量電阻時(shí)采用惠斯登電橋，見圖 &可見橋路形式與直流單臂電橋相同,只是這里用交流電源和交流指零儀作為測(cè)量信號(hào)。當(dāng)檢流計(jì)G平衡時(shí)，G無電流流過，cd兩點(diǎn)為等電位，則:Il= 12，I3= I4下式成立:I1RU4R4I2R2 =I3R3于是有所以Rl R4R2 = R3R4Rx= R2R3即 Rx

18、= Rn Rb Ra由于采用交流電源和交流電阻作為橋臂，所以測(cè)量一些殘余電抗較大的電阻 時(shí)不易平衡，這時(shí)可改用直流電橋進(jìn)行測(cè)量。圖8交流電橋測(cè)量電阻【實(shí)驗(yàn)儀器】DH4518型交流電橋?qū)嶒?yàn)儀【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充分掌握實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)好相應(yīng)的電橋回路，錯(cuò)誤的橋路可能會(huì)有 較大的測(cè)量誤差，甚至無法測(cè)量。由于采用模塊化的設(shè)計(jì)，所以實(shí)驗(yàn)的連線較多。注意接線的正確性，這樣可 以縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間；文明使用儀器，正確使用專用連接線，不要拽拉引線部位，不 能平衡時(shí)不要猛打各個(gè)元件，而應(yīng)查找原因。這樣可以提高儀器的使用壽命。交流電橋采用的是交流指零儀，所以電橋平衡時(shí)指針位于左側(cè) 0位。實(shí)驗(yàn)時(shí)，指零儀的靈敏度應(yīng)先調(diào)到適

19、當(dāng)位置，以指針位置處于滿刻度的30 80%為好，待基本平衡時(shí)再調(diào)高靈敏度，重新調(diào)節(jié)橋路，直至最終平衡。1、交流電橋測(cè)量電容根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的介紹，用串聯(lián)電阻式電容電橋測(cè)量兩個(gè)損耗不同Cx電容；用并聯(lián)電阻式電容電橋測(cè)量兩個(gè)損耗不同 Cx電容。試用交流電橋的測(cè)量原 理對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，計(jì)算電容值和其損耗電阻、損耗。2、交流電橋測(cè)量電感根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的介紹，用串聯(lián)電阻式電感電橋測(cè)量兩個(gè) Q值不同的Lx 電感；用并聯(lián)電阻式電感電橋測(cè)量兩個(gè) Q值不同Lx電感。試用交流電橋的測(cè)量 原理對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，計(jì)算電感值和其損耗電阻、 Q值。3、交流電橋測(cè)量電阻用交流電橋測(cè)量不同阻值的電阻，并與其他直流電橋

20、的測(cè)量結(jié)果相比較。4、其他橋路的設(shè)計(jì)根據(jù)交流電橋的原理，自行設(shè)計(jì)其他形式的測(cè)量橋路，分析其能否平衡，并 導(dǎo)出相應(yīng)得測(cè)量公式，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證交流電橋的平衡條件。說明：在電橋的平衡過程中，有時(shí)的指針不能完全回到零位，這對(duì)于交流電 橋是完全可能的，一般來說有以下原因：（1）、測(cè)量電阻時(shí)，被測(cè)電阻的分布電容或電感太大。（2）、測(cè)量電容和電感時(shí)，損耗平衡（Rn）的調(diào)節(jié)細(xì)度受到限制，尤其是低Q 值的電感或高損耗的電容測(cè)量時(shí)更為明顯。另外，電感線圈極易感應(yīng)外界的干擾， 也會(huì)影響電橋的平衡，這時(shí)可以試著變換電感的位置來減小這種影響。（3）、用不合適的橋路形式測(cè)量，也可能使指針不能完全回到零位。（4）、由于橋

21、臂元件并非理想的電抗元件，也存在損耗，如果被測(cè)元件的損耗 很小甚至小于橋臂元件的損耗，也會(huì)造成電橋難以完全平衡。（5）、選擇的測(cè)量量程不當(dāng)，以及被測(cè)元件的電抗值太小或太大，也會(huì)造成電 橋難以平衡。（6）、在保證精度的情況下，靈敏度不要調(diào)的太高，靈敏度太高也會(huì)引入一定 的干擾，形成一定的指針偏轉(zhuǎn)?！舅伎碱}】1、交流電橋的橋臂是否可以任意選擇不同性質(zhì)的阻抗元件組成？應(yīng)如何選擇?2、為什么在交流電橋中至少需要選擇兩個(gè)可調(diào)參數(shù)？怎樣調(diào)節(jié)才能使電橋 趨于平衡？3、交流電橋?qū)κ褂玫碾娫从泻我?？交流電源?duì)測(cè)量結(jié)果有無影響？【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)舉例】1串聯(lián)電阻式測(cè)量電容按圖4連線，選擇Cx 0.01 F進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)

22、公式：Rb rRx= RaRnCx= Ra Cn Rb選擇Ra為1K Q,選Cn為0.01尸，調(diào)節(jié)Rb和Rn使檢流計(jì)指示最小，可見這 時(shí)Rb也該在1KQ左右。注意：應(yīng)先將靈敏度調(diào)小使指針在表頭的刻度的 60%范 圍內(nèi)，再調(diào)節(jié)Rb和Rn使檢流計(jì)指示最小，再加大靈敏度測(cè)量，直至靈敏度最高， 而指針指示最小，這時(shí)電橋已平衡。再根據(jù)公式計(jì)算出Cx、Rx、D。也可根據(jù)公式選擇其他檔的Cn、Ra測(cè)量，但是，CnRn的選擇必須滿足： D=tgS =3 CnRn的條件（因?yàn)镃n最大只有0.1尸，Rn最大只有21KQ）。 另外，不適當(dāng)?shù)腃n取值會(huì)影響測(cè)量的靈敏度，從而影響測(cè)量精度。實(shí)測(cè)一組數(shù)據(jù)如下：測(cè)Cx 0.

23、01尸，頻率f=1000Hz，選Ra為1K Q，Cn為0.01尸測(cè)量結(jié)果為：Rb=997Q，Rn =80Q計(jì)算結(jié)果為：RbRx= Rn=0.997 X 80=79.8 QRaRaCx=R Cn=0.01003尸D= ®CnRn=2X3.14 X 1000X 0.01 X 80Q=0.0050成品自動(dòng)數(shù)字電橋精度0.5級(jí)的測(cè)量結(jié)果：Cx=0.01012pF，D=0.0081D值在0.01或結(jié)論：這個(gè)被測(cè)電容是滌綸電容，實(shí)際的小容量滌綸電容的 以下數(shù)量級(jí)，和這個(gè)結(jié)果是吻合的2、并聯(lián)電阻式測(cè)量電容按圖5連線，選擇Cx 0.1 pF進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 根據(jù)公式：Rb廠 Rx= RnRaY 小Ra. C

24、x= CnJRb選擇Ra為1K Q,選Cn為0.1折，調(diào)節(jié)Rb和Rn使檢流計(jì)指示最小，可見值這 時(shí)Rb也該在1KQ左右。調(diào)節(jié)平衡的過程與串聯(lián)電阻式測(cè)量電容時(shí)相同。再根據(jù)公式計(jì)算出Cx、Rx、D，也可根據(jù)公式選擇其他檔的Cn、Ra測(cè)量,1但是，CnRn的選擇必須滿足D=tg S =- 這個(gè)公式的條件。coCnRn另外，不適當(dāng)?shù)腃n取值會(huì)影響測(cè)量的靈敏度，從而影響測(cè)量精度。 實(shí)測(cè)一組數(shù)據(jù)如下：測(cè)Cx 0.1 pF，頻率f=1000Hz，選Ra為1K Q, Cn為0.1尸,測(cè)量結(jié)果為：Rb=1036Q， Rn =9.8kQ計(jì)算結(jié)果為：RbRx=Rn=1.036X 9.8 kQ=1015QRaRaCx

25、飛Cn=°.°965 尸D=1CnRn12 3.14 1000 0.1F 9.8k'1=0.16成品自動(dòng)數(shù)字電橋精度0.5級(jí)的測(cè)量結(jié)果:Cx=0.0994尸,D=0.168結(jié)論：實(shí)際的非電解類的小電容的損耗都是比較小的， 該電容是一個(gè)模擬大 損耗的電容，經(jīng)過與精度為0.5級(jí)的自動(dòng)電橋測(cè)量相比較，和這個(gè)結(jié)果是吻合的3、串聯(lián)電阻式測(cè)量高Q電感按圖6連線，選擇LxIOmH進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 根據(jù)公式：Lx =.Rx =RbRaC n1 ( CnRn)22RbRaR n (:.-;C n)1(，CnRn )2選擇Ra為1OOQ,選Cn為0.1 pF,調(diào)節(jié)Rb和Rn使檢流計(jì)指示最小，可

26、見值 這時(shí)Rb也該在1K Q左右。調(diào)節(jié)平衡的過程與串聯(lián)電阻式測(cè)量電容時(shí)相同。再根據(jù)公式計(jì)算出Lx、Rx、Q也可根據(jù)公式選擇其他檔的Cn、Ra測(cè)量，但是，CnRn的選擇必須滿足:Q=丄=這個(gè)公式的條件。Rx CnRn另外，不適當(dāng)?shù)腃n取值會(huì)影響測(cè)量的靈敏度，從而影響測(cè)量精度。 實(shí)測(cè)一組數(shù)據(jù)如下：測(cè)Lx 10mH，頻率f=1000Hz，選Ra為100Q，Cn為0.1 pF，測(cè)量結(jié)果為:Rb=987Q，Rn =150Q計(jì)算結(jié)果為：Lx=二 0.00978H=9.78 mHRbRaCn0.009871 (CnRn)21(0.0942)2Rx=2RbRaRn (，Cn)10 CnRn)2RbRaC n

27、RnCn21 (C nRn)29.78 0.0942 6.281 (0.0942)2二 5.79QQ=LRx=1CnRn10.094210.6成品自動(dòng)數(shù)字電橋精度0.5級(jí)的測(cè)量結(jié)果：Lx=10.01 mH, Q=9.74直流電阻經(jīng)過測(cè)量為：Rxd=4.90Q結(jié)論：這個(gè)被測(cè)電感是磁心電感，和這個(gè)結(jié)果是吻合的，由于Q值較高,所以Rx在直流與交流的測(cè)量結(jié)果有一定的差異。4、并聯(lián)電阻式測(cè)量低Q電感 按圖7連線，選擇Lx為1mH進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 根據(jù)公式：" Lx=RbRaCn<RbRx= RaLRn選擇Ra為100Q,選Cn為0.01忻,調(diào)節(jié)Rb和Rn使檢流計(jì)指示最小，可見值 這時(shí)Rb也該在1

28、K Q左右。調(diào)節(jié)平衡的過程與串聯(lián)電阻式測(cè)量電容時(shí)相同。再根據(jù)公式計(jì)算出Lx、Rx、Q,也可根據(jù)公式選擇其他檔的Cn、Ra測(cè)量， 但是，CnRn的選擇必須滿足Q= = wRnCnRx另外，不適當(dāng)?shù)腃n取值會(huì)影響測(cè)量的靈敏度，從而影響測(cè)量精度。 實(shí)測(cè)一組數(shù)據(jù)如下：測(cè)LxImH，頻率f=1000Hz,選Ra為100Q，Cn為0.01 pF，測(cè)量結(jié)果為: Rb=920Q，Rn =6.2kQ計(jì)算結(jié)果為：Lx=RbRaCn=0.92 mHRbRx= R RR4.8Q二 LxQ= wRnCn=0.39Rx成品自動(dòng)數(shù)字電橋精度0.5級(jí)的測(cè)量結(jié)果：Lx=1.012 mH, Q=0.43直流電阻經(jīng)過測(cè)量為：Rxd=14.70Q結(jié)論：這個(gè)被測(cè)電感是空心電感，和這個(gè)結(jié)果是吻合的，它的Q值較低。以上實(shí)驗(yàn)過程僅供參考，具體實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)在實(shí)驗(yàn)老師的指導(dǎo)進(jìn)行DH4518型交流電橋?qū)嶒?yàn)儀的使用說明概述】DH4518 型交流電橋?qū)嶒?yàn)儀采用通用化、模塊化的開放式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)制 造，具有設(shè)計(jì)合理，制作精細(xì)、造型大方，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。 DH4518 型交流 電橋?qū)嶒?yàn)儀中