直流單臂電橋

1、課題課題 第二節(jié)第二節(jié) 直流單電橋直流單電橋 第五章 電路參數(shù)的測(cè)量主講主講 電氣工程系電氣工程系 魏雪燕魏雪燕 20132013年年5 5月月 電橋法電橋法補(bǔ)償法補(bǔ)償法直讀法直讀法比較法比較法諧振法諧振法間接法間接法 上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧電路參數(shù)的測(cè)量方法有哪幾種？電路參數(shù)的測(cè)量方法有哪幾種？電路參數(shù)的測(cè)量方法電路參數(shù)的測(cè)量方法2022-4-30 在工程與科研實(shí)踐中，在工程與科研實(shí)踐中，電阻、電感、電容電阻、電感、電容和阻抗和阻抗的測(cè)量是經(jīng)常遇到的問題。的測(cè)量是經(jīng)常遇到的問題。 新課導(dǎo)入新課導(dǎo)入簡(jiǎn)介電橋簡(jiǎn)介電橋思考思考如何確定電阻的阻值的大??？如何確定電阻的阻值的大??？確定電阻阻值大

2、小的方法確定電阻阻值大小的方法色環(huán)識(shí)別法色環(huán)識(shí)別法伏安法伏安法萬用表歐姆檔萬用表歐姆檔2022-4-30 磁電式儀表可以測(cè)量直流電阻，但準(zhǔn)磁電式儀表可以測(cè)量直流電阻，但準(zhǔn)確度比較低，特別是確度比較低，特別是測(cè)量小于測(cè)量小于11的電阻的電阻時(shí)時(shí)，由于接觸電，由于接觸電阻和測(cè)量導(dǎo)線電阻的影阻和測(cè)量導(dǎo)線電阻的影響使得響使得測(cè)量無法進(jìn)行測(cè)量無法進(jìn)行。 如何如何精確測(cè)量精確測(cè)量電阻？電阻？2022-4-30 精確測(cè)量精確測(cè)量電阻可以用電阻可以用電橋電橋。 電橋有電橋有直流電橋直流電橋和和交流電橋交流電橋。 直流電橋直流電橋用來精確用來精確測(cè)量電阻測(cè)量電阻。 交流電橋交流電橋用來精確測(cè)量用來精確測(cè)量電感、

3、電容、阻抗電感、電容、阻抗等。等。 2022-4-30單臂電橋單臂電橋雙臂電橋雙臂電橋單雙臂電橋單雙臂電橋單臂電橋適合測(cè)量單臂電橋適合測(cè)量中值電阻（中值電阻（1 110106 6）；）；雙臂電橋適合測(cè)量雙臂電橋適合測(cè)量低值電阻（低值電阻（11以下）。以下）。 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，直流電橋分為根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，直流電橋分為2022-4-302022-4-30第二節(jié)第二節(jié) 直流單臂電橋直流單臂電橋 直流單臂電橋又稱惠斯通電橋直流單臂電橋又稱惠斯通電橋 （惠斯登電橋）（惠斯登電橋） 2022-4-30 一、單電橋電路構(gòu)成一、單電橋電路構(gòu)成 調(diào)節(jié)橋臂使調(diào)節(jié)橋臂使電橋平衡（指電橋平衡（指零儀指零），零儀指零），即

4、可從三個(gè)橋即可從三個(gè)橋臂的電阻，求得臂的電阻，求得被測(cè)電阻值。被測(cè)電阻值。測(cè)量的準(zhǔn)確度決定于橋臂電測(cè)量的準(zhǔn)確度決定于橋臂電阻的準(zhǔn)確度。阻的準(zhǔn)確度。被測(cè)臂被測(cè)臂比較臂比較臂比例臂比例臂比例臂比例臂。RRRRX儀為指零為被測(cè)電阻被測(cè)電阻較臂較臂稱為比比稱為比例臂比例臂中其單電橋由四個(gè)橋臂組成單電橋由四個(gè)橋臂組成 P, , 4322022-4-30 二、單電橋工作原理二、單電橋工作原理調(diào)節(jié)單電橋調(diào)節(jié)單電橋比例臂比例臂和和比較臂比較臂電阻使電阻使電橋平衡電橋平衡441RIRIX3322RIRI平衡時(shí)平衡時(shí)0gI21II 43II 432RRRRX按按KCL定律定律可得可得2022-4-30 在實(shí)際的電

5、橋線路中，上式中在實(shí)際的電橋線路中，上式中R R2 2/ /R R3 3的值是的值是1010n n比比例系數(shù)。實(shí)際上例系數(shù)。實(shí)際上R R2 2/ /R R3 3和和R R4 4已制成相應(yīng)的讀數(shù)盤。已制成相應(yīng)的讀數(shù)盤。 被測(cè)電阻被測(cè)電阻= =比例臂的比例系數(shù)比例臂的比例系數(shù)比較臂電阻比較臂電阻 2022-4-301 1、標(biāo)準(zhǔn)電阻、標(biāo)準(zhǔn)電阻R2R2、R3R3、R4R4的的準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度要高；要高；2 2、檢流計(jì)、檢流計(jì)靈敏度靈敏度要高，以確保電橋處于平衡狀態(tài)。要高，以確保電橋處于平衡狀態(tài)。3 3、測(cè)量、測(cè)量小于小于1010的電阻的電阻時(shí)，單電橋已不適用，必須時(shí)，單電橋已不適用，必須選用雙臂電橋選用雙

6、臂電橋。 三、單電橋特點(diǎn)三、單電橋特點(diǎn) 當(dāng)被測(cè)電阻小于當(dāng)被測(cè)電阻小于1010歐時(shí)，歐時(shí)，引線電阻、電橋連引線電阻、電橋連接處接觸電阻已經(jīng)影響到橋臂的電阻值和測(cè)量接處接觸電阻已經(jīng)影響到橋臂的電阻值和測(cè)量的的準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度。2022-4-30 引線電阻、電橋連接處接觸電阻已經(jīng)影響到橋臂的引線電阻、電橋連接處接觸電阻已經(jīng)影響到橋臂的電阻值和測(cè)量的電阻值和測(cè)量的準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度。因此測(cè)量小于。因此測(cè)量小于1010的電阻時(shí)，的電阻時(shí)，單電橋已不適用，必須選用雙電橋。單電橋已不適用，必須選用雙電橋。電橋的平衡條件是電橋的平衡條件是通過檢流計(jì)的電流為零通過檢流計(jì)的電流為零。2 2、當(dāng)被測(cè)電阻小于、當(dāng)被測(cè)電阻小于

7、1010歐時(shí)，為什么選用雙臂電橋？歐時(shí)，為什么選用雙臂電橋？1 1、電橋的平衡條件是什么？、電橋的平衡條件是什么？思考題思考題2022-4-30四、直流單臂電橋的使用四、直流單臂電橋的使用 QJ23 QJ23型的比例臂型的比例臂R2R2R3R3由由八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻組成組成，共分為七擋，由轉(zhuǎn)換開關(guān)，共分為七擋，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SASA換接。換接。 比較臂比較臂R4R4由由四個(gè)可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電阻四個(gè)可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電阻組成，它組成，它們分別由面板上的們分別由面板上的四個(gè)讀數(shù)盤控制四個(gè)讀數(shù)盤控制，可得，可得到從到從0 099999999范圍內(nèi)的任意電阻值，范圍內(nèi)的任意電阻值，最小最小步進(jìn)值為步進(jìn)值為11。QJ2

8、3QJ23型直流單臂電橋簡(jiǎn)介型直流單臂電橋簡(jiǎn)介2022-4-30 QJ23QJ23型直流單臂電橋電路圖型直流單臂電橋電路圖 2022-4-30 QJ23QJ23型直流單臂電橋外形圖型直流單臂電橋外形圖 比較臂比較臂被測(cè)臂被測(cè)臂檢流計(jì)按鈕檢流計(jì)按鈕電源按鈕電源按鈕比例臂比例臂檢流計(jì)檢流計(jì)外接電源外接電源檢檢流流計(jì)計(jì)連連接接片片2022-4-301. 1. 電橋調(diào)試電橋調(diào)試 2. 2. 估測(cè)被測(cè)電阻，選擇比例臂估測(cè)被測(cè)電阻，選擇比例臂 3. 3. 接入被測(cè)電阻接入被測(cè)電阻4. 4. 接通電路，調(diào)節(jié)電橋使之平衡接通電路，調(diào)節(jié)電橋使之平衡5. 5. 計(jì)算電阻值計(jì)算電阻值6. 6. 關(guān)閉電橋關(guān)閉電橋 Q

9、J23QJ23型直流單臂電橋測(cè)量電阻的步驟：型直流單臂電橋測(cè)量電阻的步驟：2022-4-30步驟步驟1 1 電橋調(diào)試電橋調(diào)試打開檢流計(jì)打開檢流計(jì)機(jī)械鎖扣機(jī)械鎖扣，調(diào)，調(diào)節(jié)節(jié)調(diào)零器調(diào)零器使指針使指針指在零位指在零位。2022-4-30步驟步驟2 2 估測(cè)被測(cè)電阻，選擇比例臂估測(cè)被測(cè)電阻，選擇比例臂選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，使比例臂的選擇適當(dāng)?shù)谋壤郏贡壤鄣乃臋n電阻都能四檔電阻都能被充分利用，被充分利用，以獲得以獲得四位有效數(shù)字的讀數(shù)四位有效數(shù)字的讀數(shù)。估測(cè)電阻值為幾千歐時(shí)，估測(cè)電阻值為幾千歐時(shí)，比例臂應(yīng)選比例臂應(yīng)選1 1擋；擋；估測(cè)電阻值為幾十歐時(shí)，估測(cè)電阻值為幾十歐時(shí)，比例臂選比例臂選0.010.

10、01擋；擋；估測(cè)電阻值為幾歐時(shí)，估測(cè)電阻值為幾歐時(shí)， 比例臂選比例臂選0.0010.001擋。擋。2022-4-30步驟步驟3 3 接入被測(cè)電阻接入被測(cè)電阻接入被測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)采用較粗較短的導(dǎo)接入被測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)采用較粗較短的導(dǎo)線連接，并將接頭擰緊。線連接，并將接頭擰緊。2022-4-30步驟步驟4 4 接通電路，調(diào)節(jié)電橋使之平衡接通電路，調(diào)節(jié)電橋使之平衡（1 1）測(cè)量時(shí)應(yīng)測(cè)量時(shí)應(yīng)先按下電源按鈕，再按下先按下電源按鈕，再按下檢流計(jì)按鈕，檢流計(jì)按鈕，使電橋電路接通。使電橋電路接通。2022-4-30（2 2）調(diào)）調(diào)節(jié)節(jié)比例臂旋鈕，選擇合適比例臂。比例臂旋鈕，選擇合適比例臂。2022-4-30（3 3

11、）調(diào)節(jié)比較臂電阻使之平衡）調(diào)節(jié)比較臂電阻使之平衡如此反復(fù)調(diào)節(jié)，如此反復(fù)調(diào)節(jié)，直至直至檢流計(jì)指檢流計(jì)指針指零。針指零。2022-4-30 若檢流計(jì)指針若檢流計(jì)指針向向“+”+”方向偏轉(zhuǎn)？方向偏轉(zhuǎn)？ 應(yīng)應(yīng)增大比較臂電阻。增大比較臂電阻。2022-4-30 若檢流計(jì)指針若檢流計(jì)指針向向“-”-”方向偏轉(zhuǎn)？方向偏轉(zhuǎn)？如此反復(fù)調(diào)節(jié)，如此反復(fù)調(diào)節(jié)，直至直至檢流計(jì)指檢流計(jì)指針指零。針指零。 應(yīng)應(yīng)減小比較臂電阻。減小比較臂電阻。2022-4-30被測(cè)電阻值比例臂讀數(shù)被測(cè)電阻值比例臂讀數(shù)比較臂讀數(shù)比較臂讀數(shù) 步驟步驟5 5 計(jì)算電阻值計(jì)算電阻值 說明：各種電橋的原理基本相同說明：各種電橋的原理基本相同, ,但每

12、種電但每種電橋的橋的表盤可能會(huì)有差異表盤可能會(huì)有差異， 實(shí)際使用時(shí)應(yīng)實(shí)際使用時(shí)應(yīng)參考電參考電橋使用說明書進(jìn)行讀數(shù)或計(jì)算橋使用說明書進(jìn)行讀數(shù)或計(jì)算。 計(jì)算公式：計(jì)算公式：2022-4-30步驟步驟6 6 關(guān)閉電橋關(guān)閉電橋 先斷開檢流計(jì)按鈕，再斷開電源按鈕先斷開檢流計(jì)按鈕，再斷開電源按鈕 對(duì)于沒有機(jī)械鎖扣的檢流計(jì)，應(yīng)將按對(duì)于沒有機(jī)械鎖扣的檢流計(jì)，應(yīng)將按鈕鈕“G”G”按下并鎖住。按下并鎖住。 然后拆除被測(cè)電阻，最后鎖上檢流計(jì)機(jī)然后拆除被測(cè)電阻，最后鎖上檢流計(jì)機(jī)械鎖扣。械鎖扣。2022-4-30為什么要為什么要先斷開檢流計(jì)按鈕，再斷開電源先斷開檢流計(jì)按鈕，再斷開電源按鈕？按鈕？思考思考2022-4-3

13、0電橋的工業(yè)運(yùn)用電橋的工業(yè)運(yùn)用測(cè)量電機(jī)匝間短路測(cè)量電機(jī)匝間短路應(yīng)變片不能彎曲應(yīng)變片不能彎曲! !應(yīng)變片的電測(cè)量應(yīng)變片的電測(cè)量調(diào)節(jié)一定要快調(diào)節(jié)一定要快! !2022-4-30電橋使用注意事項(xiàng)電橋使用注意事項(xiàng)每次測(cè)量結(jié)束，將盒蓋蓋好，存放于干燥、避光、無每次測(cè)量結(jié)束，將盒蓋蓋好，存放于干燥、避光、無震動(dòng)的場(chǎng)合。震動(dòng)的場(chǎng)合。發(fā)現(xiàn)電池電壓不足應(yīng)及時(shí)更換，否則將影響電橋的靈發(fā)現(xiàn)電池電壓不足應(yīng)及時(shí)更換，否則將影響電橋的靈敏度。敏度。當(dāng)采用外接電源時(shí)，必須注意電源極性。當(dāng)采用外接電源時(shí)，必須注意電源極性。不要使外接電源電壓超過電橋說明書上的規(guī)定值。不要使外接電源電壓超過電橋說明書上的規(guī)定值。搬動(dòng)電橋時(shí)應(yīng)小心，做到輕拿輕放，否則易使檢流計(jì)搬動(dòng)