國網湘潭供電公司李青2014年06月·

長沙直流儀器的調修二、直流電橋測量原理和典型線路結構三、直流電橋主要技術要求四、直流單電橋常見故障及修理五、QJ44直流雙電橋常見故障及維修七、科目小結八、作業練習六、直流電橋維修實例一、直流電橋概述培訓內容直流電橋的概述

直流電橋的定義：直流電橋是用來測量直流電阻或與直流電阻有一定函數關系的量的比較式儀器，根據被測量與已知量的比較而獲得測量結果。

直流電橋的類型：直流電橋有兩種基本類型：單臂電橋（簡稱單電橋，也稱兩端式電橋）和雙臂電橋（簡稱雙電橋，也稱四端式電橋），分別用于測量中高值電阻和低值電阻。直流單電橋主要是用來測量兩端式直流中值電阻（100Ω—10MΩ）。直流電橋的測量原理

1.直流單臂電橋測量原理

單橋電路測量原理：線路四個電阻橋臂的連接點a、b、c和d稱為電橋頂點。連接電橋電源的ab支路稱為電源對角線，cd支路稱為指零儀對角線，連接電橋平衡用的指零儀。電橋平衡時電源和指零儀對角線可以互換。RBEGRXdcabRARB直流電橋測量原理

當電橋工作時，調節電橋的一個橋臂或幾個橋臂電阻，使指零儀指零，電橋達到平衡。此時，任一相對兩個橋臂上的電阻乘積等于另外兩個相對橋臂上電阻的乘積。根據這個條件，已知三個橋臂電阻就可以確定另一個橋臂上被測電阻RX的值，即有RX=(RA/RB)R。靈敏度高是電橋的主要特點。當電橋的四個橋臂電阻相等時，電橋的靈敏度接近最大值，并且電橋的靈敏度與電源的電壓成正比，因此，為了提高電橋的靈敏度、電源電壓在各橋臂電阻允許的功率下應盡可能地高一些。直流電橋測量原理2.單臂電橋典型線路結構QJ23A單臂電橋比較臂R由10X(1000+100+10+1)Ω四個測量盤組成，比例臂RA/RB由八個對稱阻值電阻組成X10-3—103七個量程倍率；電橋總有效量程：1—11.11MΩ，基本量程100Ω—111.1kΩ；最高準確度等級為0.1級直流電橋測量原理3.單臂電橋使用方法

將被測電阻接于RX端，估計RX值選擇適當的量程倍率RA/RB，接通電源B和指零儀G調節測量盤R使指零儀趨于零位。當指零儀指零時，被測電阻值等于量程倍率×測量盤示值之和。需要注意，測量時第一測量盤（10×1000Ω）必須工作不得置“0”，測量10Ω及以下電阻時要扣除連接導線電阻值以減少因其引起的誤差。直流電橋測量原理直流雙電橋主要用來測量四端式直流低值電阻（10-4—100）Ω。從圖二可以看出，用雙電橋測量電阻時，被測電阻和標準電阻具有四端紐結構。當電橋平衡時，被測電阻RX用下式表示（與單電橋相同）C1r1GRB′RA′圖2雙電橋測量原理圖EP2RTRPRXC1P1C2BRBRA直流電橋測量原理RX=(RA/RB)RT+[RB′r/(RA′+RB′+r)](RA/RB-RA′/RB′)≈(RA/RB)RT在設計雙橋時，通常采用內、外臂聯動結構，以保證電橋在進行平衡時使RA/RB=RA′/RB′，且跨線電阻r盡可能選短而粗的銅排并使其電阻值盡可能的小，從而使上式中的第二項可忽略不計，其實際作用是雙電橋引進的內比例臂RA′、RB′電阻和外比例臂電阻RA、RB聯動，保證內跨線電阻r按RX/RT=(RA/RB)進行比例分割，按比例的和差性質消除了內跨線電阻對測量結果的影響，這就是一般雙橋的主要特點。但是，被測電阻和標準電阻的引線電阻及接觸電阻仍然影響小電阻的測量結果，為此，一般要選擇RA（RA′）和RB（RB′）不小于10Ω，阻值選擇越大，測量越準確。直流電橋測量原理5.雙臂電橋典型線路結構QJ44型直流雙臂電橋比較臂RA（RA′）一個十進盤和一個滑線盤組成10X（10-2+10-3）Ω測量盤；比例臂RB（RB′）由六個對稱阻值電阻組成X102—X10-2五個量程倍率；電橋總有效量程：0.0001—11Ω，基本量程0.01—11Ω，最高準確度等級為0.2級。直流電橋測量原理6.雙臂電橋使用方法

接通指零儀電源，待放大器預熱穩定后，調節指零儀調零使之指零。將被測電阻按圖二中四端連接法，接于電橋RX端相應的C1、P1、C2、P2，估計RX值大小，選擇適當的量程倍率，調節指零儀靈敏度在較低位置，先接通指零儀G，再接通電源B，在適當的靈敏度下，調節測量盤RA使指零儀趨于零位。當指零儀指零時，被測電阻值等于量程倍率×測量盤示值之和。需要注意，測量電阻時第一測量盤（10X0.01Ω）必須有示值不得置“0”。直流電橋主要技術要求1.計量性能要求電橋基本誤差的允許極限由兩部分組成：一是與基準值有關的常數項；二是與標度盤示值成比例的可變項。下面公式的正值及負值分別給出誤差的兩個極限值Elim=±C/100(RN/k+X)式中：Elim———電橋的允許基本誤差，Ω；

RN————基準值，Ω；X——標度盤示值，Ω；K——制造廠規定的數值，但必須≥10；C——準確度等級。直流電橋主要技術要求2.準確度等級直流電橋準確度等級共分為最高0.005至最低2.0九個級別，生產現場大多使用0．1，0．2級。3.絕緣電阻電橋線路對于線路無電氣連接的任意點之間的絕緣電阻不小于20MΩ。直流電橋單電橋的修調直流單電橋常見故障及修理常見故障產生原因修理按下檢流計按鈕G，電源按鈕B時，檢流計無偏轉

1檢流計接線斷線或內部線圈斷線；2按鈕接觸不良；3內附電源沒有接好，電路不通；4限流電阻可能斷了；5比例臂支座中心焊出線脫焊或假焊；6測量盤中有一只測量盤的刷片與支座不接觸；7有一只測量盤的步進電阻斷線或接頭假焊。

1檢查檢流計內部線路及檢流計的兩根引出線是否有斷線情況，若有斷線情況，應將其焊牢焊好。2打開儀器，修理按鈕的彈片，使其接觸良好；3檢查電源正負連接處及兩根引線，若接觸不良，排除之。若正負端引出接線片銹蝕，可用細砂紙打磨，使其接觸良好；4修理或更換限流電阻5重新焊牢；6調整刷片，使其與支座接觸良好7用萬用電表逐盤檢查，找出斷線電阻，視其情況修理或更換直流電橋單電橋的修調直流單電橋常見故障及修理常見故障產生原因

修理按下檢流計按鈕G，電源按鈕B時，檢流計打向一邊，即嚴重超差

1測量盤兩中心引出片內部短路；2刷片接反3某個測量盤中的電阻變值

1排除短路現象；2調整刷片處于正確狀態；3逐個檢查測量電阻，將變值電阻焊下更換

檢流計靈敏度低

1電橋電源電壓低2檢流計不符合要求

1用萬用表檢查電壓值，若達不到額定電壓值，應更換新電池；2將檢流計拆下修理或更換

直流電橋單電橋的修調直流單電橋常見故障及修理常見故障產生原因

修理超差，檢流計不能平衡

1測量盤的絕緣電阻降低；2比例臂某只電阻超差3比例臂電阻超差

1絕緣電阻降低大多是儀器受潮所致，應將其置于烘箱中烘烤，溫度控制在（60-80）℃之間，不要超過80℃2查出超差電阻，修復到原阻值或更換；3更換電阻，保證電橋比例數正確

直流電橋單電橋的修調直流單電橋常見故障及修理常見故障產生原因

修理檢流計指示不穩定

1有虛焊點；2開關接觸不好；3測量盤、電阻等絕緣不好

1仔細查出假焊點，將其重新焊好2檢查開關，若觸點表面有氧化銹蝕情況應排除；3對絕緣不好的部件可進行烘干，提高其絕緣性能

旋轉測量盤時，檢流計有明顯的沖擊現象1刷片與盤面接觸不好2某一檔接觸面上有絕緣物

1將刷片拆下，清除污垢2排除絕緣物，然后清洗并待其涼干后涂上凡士林

直流電橋單電橋的修調QJ44直流雙電橋常見故障及修理1、修理前檢查：用萬用表x100檔檢查各橋臂電阻1）萬用表分別接在電源負端和P1、P2之間，按下B、G，調節倍率從X0.01—X100,萬用表讀數應該從小到大遞增，而且兩次測量變化相同，這說明“內”、“外”臂電阻是好的。2)萬用表接在電源負端和C1之間，按下B，萬用電表有讀數，說明內附標準電阻完好。3)萬用表接在P1和P2之間，按下G，萬用表有讀數，說明檢流計回路通。4)萬用表接在C2和電源正端之間，萬用電表有指示，說明電源通。直流電橋單電橋的修調QJ44直流雙電橋常見故障及修理常見故障產生原因

修理檢查“1”中所述第1）步不通1“內”、“外”臂中的電阻斷，或電阻變值；2倍率盤刷片與盤接觸不好，中心引出線假焊或不通；3P1、P2及電源負端脫焊或假焊；根據故障原因針對修理檢查“1”中所述第2）步不通1步進盤與滑線盤連線脫焊或假焊；2步進盤中電阻有脫焊現象3滑盤中心引出線未接觸

直流電橋單電橋的修調QJ44直流雙電橋常見故障及修理常見故障產生原因

修理檢查“1”中所述第3）步不通

1“G”按鈕未接通；2放大器失靈3表頭線圈斷

根據故障原因針對修理檢查“1”中所述第4）步不通

1限流電阻斷2C2或電源正端間有假焊或脫焊

直流電橋單電橋的修調直流雙電橋常見故障及修理誤差超差的修理

滑盤超差若是有規律的遞增和遞減超差的，可以先校準滑盤刻度值0.001Ω處，達到該誤差小于刻度尺分度的0.5格，再校準滑盤刻度值0.01Ω處，達到該誤差小于刻度尺分度的1格；若是超差，改增大或減小與滑盤電阻并聯的電阻，以校正誤差。滑線盤0.001Ω和0.01Ω調整后，如果其余示值有超差，可將滑線盤滑線頭尾對調試試一試。

步進盤超差

步進盤超差大多是某一示值下的電阻超差，可以換位更正誤差，若不行可以換一只電阻。另外還要考慮是否有假焊或刷片和盤的接觸不好。

直流電橋單電橋的修調直流雙電橋常見故障及修理倍率超差

雙臂電橋的倍率超差比單臂電橋的情況復雜，所以很難用幾句話說清楚，但把雙橋看作單橋來討論，問題就好辦一些。假設雙橋內臂的誤差合格，那么造成倍率超差原因的就可能是外臂的誤差不合格，這樣就可認為成比例的兩只電阻中有一只超差。

絕緣不好，造成示值不穩

先把儀器進行干燥處理，若還指示不穩，可以逐一測量各測量盤的情況

檢流計靈敏度不夠

1先檢查電源是否合格，用萬用表1A電流檔檢查電池的短路電流，電池完好時應指示萬用表滿度值。一些舊電池雖然端電壓有1.5V，但由于內阻升高，電流極小。2表頭內阻是否有變化，其內阻值應為4Ω。3放大器電路是否有故障，當然若放大器有故障，則檢流計的靈敏度定會受影響。

直流電橋維修實例

故障現象1：用電橋測得的電阻值或電阻箱輸出的電阻值明顯有誤。

該現象在排除被測電阻或測量所用的電橋是沒有問題的情況下，通常需檢查電橋或電阻箱各調節盤的指示位置是否滑動，即指示值與實際值是否一致。由于儀器長期使用，特別是對低準確度攜帶式的儀器，因工作需要經常搬動，以及運輸過程中都難免造成某個旋鈕固定螺絲的松動；另外，也有人為造成的，如擅自打開儀器，在安裝時將位置弄錯。這種情況可通過逐盤逐點進行檢查發現錯誤位置，然后給予調整固定。

直流電橋維修實例

故障現象2：變差較大首先應該強調，在儀器使用前一定要將各調節盤旋鈕從頭至尾來回旋轉3～5次，并有一定的穩定時間，仍然不能排除時，則應考慮打開儀器檢查，看是否有虛焊點，看內部是否太臟或因使用年限太久，使電刷表面形成氧化層，這時就應采取逐盤拆開清洗的辦法，但拆開各盤時一定要先將各盤電刷的位置記準，以免安裝時位置錯誤；同時還應檢查彈性電刷的彈性，若彈力不夠或彈性刷片變形，則可拆下電刷進行調整；在采取了上述措施后，個別的如仍變差較大，一般可斷定是線繞電阻的穩定性下降，因線繞電阻的穩定、老化處理比較復雜，所以一般單位是不具備修理條件的，可采取降級，嚴重的只能判不合格。直流電橋維修實例

故障現象3：測量過程中，某一盤的某一點示值突然改變

這種現象需打開儀器，找到該盤該點電刷所指的電阻，通常是該線繞電阻，是否燒過，線繞電阻短路或斷開，或繞線焊頭開焊；這種情況只有焊頭開焊可自行修理，而對繞線斷或燒過的電阻，一般單位是無修理條件的，需送生產廠家調修。

直流電橋維修實例

故障現象4：對配有電子放大式檢流計的低準確度攜帶式電橋，當接通電源后，檢流計指針不動。

該故障現象的一種可能是，工作電源(一般為9V疊層電池)已沒電，或電源沒有接觸好，或電源引線斷；另一種可能是，檢流計放大板壞了，這種情況可通過用一塊好的相同的放大板進行替換來檢查，若故障消失，則說明需換放大板(對有條件的單位可考慮自己調修)；再有可能是內部的電源開關沒有接通。例如，QJ57、QJ31是旋鈕式開關，其旋鈕滑動造成開關位置不對，這時應轉動該旋鈕開關，找到正確位置加以固定；QJ44、QJ24是扳向式開關，其扳向開關接觸不好或引線斷開，可用萬用表檢查扳向開關來回扳動時的接觸情況，若接觸不好，可調換新的扳向開關。直流電橋維修實例

七、科目小結本培訓模塊介紹直流電橋的常見故障及調修方法等內容。通過對常見故障調修過程及案例的介紹，掌握直流電橋常見故障的調修方法。八、作業練習1．直流電橋不用時，為什麼應將檢流計兩端短接？2．使用直流單電橋測量電阻，測量結束后，為什麼要先斷檢流計按鈕，再關斷電源按鈕？3．直流電橋存放不使用時，應如何處理？4．對直流電橋的有關部件如何維護保養？5．試述直流電橋基準值的定義。6．試述直流電橋基本誤差的定義。7．QJ44型直流雙電橋滑線盤超差應如何修理？8．計算QJ23A型直流單電橋分別測量20Ω、1kΩ、2MΩ時，電橋允許誤差。直流電橋維修實例

1．直流電橋不用時，為什麼應將檢流計兩端短接？檢流計由于張絲懸吊工作時靈敏度較高，直流電橋不使用時，將檢流計兩端短接，可使阻尼力矩增加很大，避免檢流計晃動時震斷張絲。2．使用直流單電橋測量電阻，測量結束后，為什麼要先斷檢流計按鈕，再關斷電源按鈕？