1、課題課題 第二節第二節 直流單電橋直流單電橋 第五章 電路參數的測量主講主講 電氣工程系電氣工程系 魏雪燕魏雪燕 20132013年年5 5月月 電橋法電橋法補償法補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 上次課內容回顧上次課內容回顧電路參數的測量方法有哪幾種？電路參數的測量方法有哪幾種？電路參數的測量方法電路參數的測量方法2022-4-30 在工程與科研實踐中，在工程與科研實踐中，電阻、電感、電容電阻、電感、電容和阻抗和阻抗的測量是經常遇到的問題。的測量是經常遇到的問題。 新課導入新課導入簡介電橋簡介電橋思考思考如何確定電阻的阻值的大小？如何確定電阻的阻值的大小？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識別法色環識別法伏安法伏安法萬用表歐姆檔萬用表歐姆檔2022-4-30 磁電式儀表可以測量直流電阻，但準磁電式儀表可以測量直流電阻，但準確度比較低，特別是確度比較低，特別是測量小于測量小于11的電阻的電阻時時，由于接觸電，由于接觸電阻和測量導線電阻的影阻和測量導線電阻的影響使得響使得測量無法進行測量無法進行。 如何如何精確測量精確測量電阻？電阻？2022-4-30 精確測量精確測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量電阻測量電阻。 交流電橋交流電橋用來精確測量用來精確測量電感、

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量單臂電橋適合測量中值電阻（中值電阻（1 110106 6）；）；雙臂電橋適合測量雙臂電橋適合測量低值電阻（低值電阻（11以下）。以下）。 根據結構不同，直流電橋分為根據結構不同，直流電橋分為2022-4-302022-4-30第二節第二節 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、單電橋電路構成一、單電橋電路構成 調節橋臂使調節橋臂使電橋平衡（指電橋平衡（指零儀指零），零儀指零），即

4、可從三個橋即可從三個橋臂的電阻，求得臂的電阻，求得被測電阻值。被測電阻值。測量的準確度決定于橋臂電測量的準確度決定于橋臂電阻的準確度。阻的準確度。被測臂被測臂比較臂比較臂比例臂比例臂比例臂比例臂。RRRRX儀為指零為被測電阻被測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橋臂組成單電橋由四個橋臂組成 P, , 4322022-4-30 二、單電橋工作原理二、單電橋工作原理調節單電橋調節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平衡時平衡時0gI21II 43II 432RRRRX按按KCL定律定律可得可得2022-4-30 在實際的電

5、橋線路中，上式中在實際的電橋線路中，上式中R R2 2/ /R R3 3的值是的值是1010n n比比例系數。實際上例系數。實際上R R2 2/ /R R3 3和和R R4 4已制成相應的讀數盤。已制成相應的讀數盤。 被測電阻被測電阻= =比例臂的比例系數比例臂的比例系數比較臂電阻比較臂電阻 2022-4-301 1、標準電阻、標準電阻R2R2、R3R3、R4R4的的準確度準確度要高；要高；2 2、檢流計、檢流計靈敏度靈敏度要高，以確保電橋處于平衡狀態。要高，以確保電橋處于平衡狀態。3 3、測量、測量小于小于1010的電阻的電阻時，單電橋已不適用，必須時，單電橋已不適用，必須選用雙臂電橋選用雙

6、臂電橋。 三、單電橋特點三、單電橋特點 當被測電阻小于當被測電阻小于1010歐時，歐時，引線電阻、電橋連引線電阻、電橋連接處接觸電阻已經影響到橋臂的電阻值和測量接處接觸電阻已經影響到橋臂的電阻值和測量的的準確度。準確度。2022-4-30 引線電阻、電橋連接處接觸電阻已經影響到橋臂的引線電阻、電橋連接處接觸電阻已經影響到橋臂的電阻值和測量的電阻值和測量的準確度準確度。因此測量小于。因此測量小于1010的電阻時，的電阻時，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的電流為零通過檢流計的電流為零。2 2、當被測電阻小于、當被測電阻小于

7、1010歐時，為什么選用雙臂電橋？歐時，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由由八個標準電阻八個標準電阻組成組成，共分為七擋，由轉換開關，共分為七擋，由轉換開關SASA換接。換接。 比較臂比較臂R4R4由由四個可調標準電阻四個可調標準電阻組成，它組成，它們分別由面板上的們分別由面板上的四個讀數盤控制四個讀數盤控制，可得，可得到從到從0 099999999范圍內的任意電阻值，范圍內的任意電阻值，最小最小步進值為步進值為11。QJ2

8、3QJ23型直流單臂電橋簡介型直流單臂電橋簡介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 比較臂比較臂被測臂被測臂檢流計按鈕檢流計按鈕電源按鈕電源按鈕比例臂比例臂檢流計檢流計外接電源外接電源檢檢流流計計連連接接片片2022-4-301. 1. 電橋調試電橋調試 2. 2. 估測被測電阻，選擇比例臂估測被測電阻，選擇比例臂 3. 3. 接入被測電阻接入被測電阻4. 4. 接通電路，調節電橋使之平衡接通電路，調節電橋使之平衡5. 5. 計算電阻值計算電阻值6. 6. 關閉電橋關閉電橋 Q

9、J23QJ23型直流單臂電橋測量電阻的步驟：型直流單臂電橋測量電阻的步驟：2022-4-30步驟步驟1 1 電橋調試電橋調試打開檢流計打開檢流計機械鎖扣機械鎖扣，調，調節節調零器調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 估測被測電阻，選擇比例臂估測被測電阻，選擇比例臂選擇適當的比例臂，使比例臂的選擇適當的比例臂，使比例臂的四檔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字的讀數四位有效數字的讀數。估測電阻值為幾千歐時，估測電阻值為幾千歐時，比例臂應選比例臂應選1 1擋；擋；估測電阻值為幾十歐時，估測電阻值為幾十歐時，比例臂選比例臂選0.010.

10、01擋；擋；估測電阻值為幾歐時，估測電阻值為幾歐時， 比例臂選比例臂選0.0010.001擋。擋。2022-4-30步驟步驟3 3 接入被測電阻接入被測電阻接入被測電阻時，應采用較粗較短的導接入被測電阻時，應采用較粗較短的導線連接，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，調節電橋使之平衡接通電路，調節電橋使之平衡（1 1）測量時應測量時應先按下電源按鈕，再按下先按下電源按鈕，再按下檢流計按鈕，檢流計按鈕，使電橋電路接通。使電橋電路接通。2022-4-30（2 2）調）調節節比例臂旋鈕，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、）調節比較臂電阻使之平衡）調節比較臂電阻使之平衡如此反復調節，如此反復調節，直至直至檢流計指檢流計指針指零。針指零。2022-4-30 若檢流計指針若檢流計指針向向“+”+”方向偏轉？方向偏轉？ 應應增大比較臂電阻。增大比較臂電阻。2022-4-30 若檢流計指針若檢流計指針向向“-”-”方向偏轉？方向偏轉？如此反復調節，如此反復調節，直至直至檢流計指檢流計指針指零。針指零。 應應減小比較臂電阻。減小比較臂電阻。2022-4-30被測電阻值比例臂讀數被測電阻值比例臂讀數比較臂讀數比較臂讀數 步驟步驟5 5 計算電阻值計算電阻值 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有差異表盤可能會有差異， 實際使用時應實際使用時應參考電參考電橋使用說明書進行讀數或計算橋使用說明書進行讀數或計算。 計算公式：計算公式：2022-4-30步驟步驟6 6 關閉電橋關閉電橋 先斷開檢流計按鈕，再斷開電源按鈕先斷開檢流計按鈕，再斷開電源按鈕 對于沒有機械鎖扣的檢流計，應將按對于沒有機械鎖扣的檢流計，應將按鈕鈕“G”G”按下并鎖住。按下并鎖住。 然后拆除被測電阻，最后鎖上檢流計機然后拆除被測電阻，最后鎖上檢流計機械鎖扣。械鎖扣。2022-4-30為什么要為什么要先斷開檢流計按鈕，再斷開電源先斷開檢流計按鈕，再斷開電源按鈕？按鈕？思考思考2022-4-3

13、0電橋的工業運用電橋的工業運用測量電機匝間短路測量電機匝間短路應變片不能彎曲應變片不能彎曲! !應變片的電測量應變片的電測量調節一定要快調節一定要快! !2022-4-30電橋使用注意事項電橋使用注意事項每次測量結束，將盒蓋蓋好，存放于干燥、避光、無每次測量結束，將盒蓋蓋好，存放于干燥、避光、無震動的場合。震動的場合。發現電池電壓不足應及時更換，否則將影響電橋的靈發現電池電壓不足應及時更換，否則將影響電橋的靈敏度。敏度。當采用外接電源時，必須注意電源極性。當采用外接電源時，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定值。不要使外接電源電壓超過電橋說明書上的規定值。搬動電橋時應小心，做到輕拿輕放，否則易使檢流計搬動