直流单臂电桥

技术性能

　　1.测量范围: 1Ω~11.110MΩ

　　2.准确度: 0.1[%]

　　3.内附指零仪: 电流常数<6×10-7 A/mm

　　阻尼时间: <4s

　　4.电源: 4.5V（2号干电池3节）

　　5.外型尺寸: 258×213×144（mm）

　　6.质量: 3kg

参数规格

使用说明书

　　引言：

　　用伏安法测电阻，受所用电表内阻的影响，在测量中往往引入方法误差；用欧姆表测量电阻虽较方便，但测量精度不高。在精确测量电阻时，常使用电桥进行测量。其测量方法同电位差计一样同属于比较测量法。

　　电桥不仅可以测量电阻，还可以测量许多与电阻有关的电学量和非电学量（把这类非电学量通过一定的手段转换为电学量进行测量），而且在自动控制技术中也得到了广泛的应用。

　　本实验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯登电桥），主要是用来测量中等阻值（10～105Ω）电阻的；测量低阻（10～10-5Ω）用直流双臂电桥（又称凯尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω）则用专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。

　　三．原理：

　　1.电阻的测量

　　直流单臂电桥的原理性电路如图所示。

　　它是由四个电阻Ra、Rb、R0、RX联成一个四边形回路，这四个电阻称做电桥的四个“臂”在这个四边形回路的一条对角线的顶点间接入直流工作电源，另一条对角线的顶点间接入检流计，这个支路一般称做“桥”。适当地调节R0值，可使C、D两点电位相同，检流计中无电流流过，这时称电桥达到了平衡。在电桥平衡时有：

　　RaIa=RbIb

　　RXIX=R0I0

　　且      Ia=IX, Ib=I0

　　则上式整理可得：

　　为了计算方便，通常把Ra/Rb的比值选作成10n（n=0,±1,±2,…）。

　　令C=Ra/Rb，则：RX=CR0　　（9.2）

　　可见电桥平衡时,由已知的Ra、Rb（或C）及R0值便可算出RX。人们常把Ra、Rb称做比例臂，C为比例臂的倍率；R0称做比较臂；RX称做待测臂。

　　四．仪器用具：

　　AC5/Ⅱ型指针式检流计，比例臂电阻四个（10Ω，100Ω，100Ω，1000Ω），电阻箱，甲电池二节，待测电阻两个，电键两个，滑线变阻器，微安表头一只（量限200μA,内阻700Ω左右），QJ—24型箱式直流电桥，数字繁用表。

　　五．实验内容：

　　1.自组单桥测未知电阻R1、R2，并测出电桥的灵敏度S1、S2。要根据R1（即RX）的粗知值（R1在1.2KΩ左右，R2在50Ω左右）正确选取倍率C，即Ra、Rb。

　　测量完毕，计算RX的不确定度时，除考虑桥臂误差ρc和ρ0外，还应考虑到对电桥平衡的判断误差。由于人眼只能分辩出检流计0.1格的偏转量，故判断误差应为0.1/S，因此RX测量的总相对不确定度为：　　(9.7)

　　对于R1来说，可采用换臂法再测一次，比较两次测出的R1值。取平均以消除倍率误差。

　　2.用QJ—24型电桥测R1和R2，并与自组桥的测量结果相比较，看看在误差范围内是否相吻合。

　　3．.用数字繁用表电阻档测量电阻。

　　六．注意事项：

　　1.联好电路复查无误、倍率C和比较臂R0的值均已选置好、保护电阻R处于保护状态（K1断开）才许试接电源进行实验。如接通电源瞬间检流计指针锰偏撞针或一点不动应即断电检查原因。

　　2.换测电阻时，一定要重新选置Ra、Rb和R0，预先使桥接近平衡，并且断开K1，使R处于保护状态。改换电路必须先断开电源。

　　3.调节电桥平衡时，应采用接通一下检流计支路看看偏转大小，适当调节R0再接通一下检流计支路看看偏转大小的办法，不可使检流计在通电情况下调R0，以免损坏检流计或调节不精细。在调R0时要根据检流计的偏转大小和方向有目的地从高位至低位顺次逼近调节，不应盲目乱调。

外壳上的部件

　　1)检流计指针:当有电流流过检流计时,指针会发生偏转,流过电流的方向不同,指针偏转的方向也不同。

　　2)比例臂旋钮、比较臂旋钮：分别连接R1以及R2、R3电阻（实际电路中电阻有多组），通过调节旋钮可以选择相应的电阻与之相连接，的Rx读数为比例臂和比较臂读数的乘积。

　　调零器：用以测量前的指针调零工作。必须先将检流计锁扣打开，才能进行调零。Rx接线柱：用以接被测电阻。

　　检流计连接片：通常放在“外接”位置。为提高在高阻值测量中的精度，需外接高灵敏度检流计时，应将连接片放在“内接”位置，外接检流计接在“外接”两端钮上。

　　检流计按钮开关“G”和电源开关“B”：旋转90°可锁住，测量过程中调平衡时按下按钮“B”然后轻按检流计按钮“G”；在测量具有电感的元件（如线圈）完毕时，需先松开检流计按钮，后松开电源按钮。

测量过程

　　1)将被测电阻接入“Rx”接线柱两端。估计被测电阻值，选择比例臂的适当数值。检查无误后，先按下电源开关“B”,再按下检流计按钮开关“G”,（按钮开关“B”“G”旋转90°可锁住），调节比较臂的四支旋钮，使检流计指针指“零”。此时电桥平衡，被测电阻值等于：比例臂读数乘比较臂读数（欧姆）。

　　2)如无法估计被测电阻值，一般将比例臂放在1档，比较臂放在1000欧上，按下“B”按钮，然后轻按“G”按钮后即松开，如检流计指针晃向“＋”的一边，说明被测电阻大于1000欧，可把比例臂放在10档，再次接下“B”、“G”按钮，如果指针仍在“＋”边，可把比例臂放在100档。如果开始时指针晃向“－”边，则说明被测电阻小于1000欧，可把比例臂放在0.1档或0.01档上。如此，可得Rx的大约数值然后选定倍率，调节四个比较臂读数盘，使检流计平衡。

使用注意事项

　　1)使用前先把检流计锁扣或短路开关打开，并调节调零器使指针或光点置于零位。

　　2) Rx接好后，先估计一下被测量的电阻阻值范围，选择合适的R2/R3比率，以保证比较臂R4的四档电阻都能充分使用。例如：Rx为几个欧姆时，应选比率为0.001。

　　3)电源和检流计按钮的使用：测量时先按“电源”按钮，再按“检流计”按钮。

　　选定倍率后,若检流计指针向“＋”偏转，说明R4电阻小了，应增加比较臂R4数值。反之，指针若向“—”偏转，则应减小R4数值。测量完毕，先松开检流计按钮，后松开电源按钮。特别是在测量具有电感的元件（如线圈）一定要遵守上述操作顺序，否则将有很大的自感电动势作用于检流计，造成检流计损坏。

　　4)在电桥调平衡过程中，不要把检流计按钮按死，应是每改变一次比较臂电阻，按一次按钮测量一次，直至检流计偏转较小时，再按死检流计按钮。

　　5)测量结束不再使用时，应将检流计的锁扣锁上。