一、電橋的分類

電橋由4個橋臂組成，在兩個對角線接點間加電源，另兩個對角線接點間加平衡指示表(檢流計)。

按橋臂阻抗性質(zhì)和電源不同，電橋分為直流電橋和交流電橋,前者用于測量直流電阻，后者用于測量電容、電感等參數(shù)。

直流電橋又分為單臂電橋和雙臂電橋。直流單臂電橋又叫惠斯登電橋，直流雙臂電橋又叫凱爾文電橋。

二、電橋的用途

電橋測量在其范圍內(nèi)的電阻極為方便，儀器具有內(nèi)附指零儀及電源，整個測量機構(gòu)裝在金屬外殼內(nèi)，便于攜帶，適用于實驗室及現(xiàn)場使用。直流電橋是一種利用比較法進行測量的電學(xué)測量儀器。比較法的中心思想是將待測量與標準量進行比較以確定其數(shù)值，具有測試靈敏度高和使用方便等優(yōu)點。

三、電橋的原理

1、直流單臂電橋

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如上圖所示，圖中Rx為被測電阻，G為檢流計，R 2 、R 3 、R4為可調(diào)電阻。當滿足關(guān)系式R 2 /R 3 =R x /R4時，電路達到平衡。此時檢流計中通過的電流為零(指針不動)。R 2 、R3稱為比例臂，R4稱為比較臂。比較臂的數(shù)值乘上比例臂的倍數(shù)即為被測電阻的阻值。

2、直流雙臂電橋

1）如上圖所示，圖中Rx是被測電阻，Rn是比較用的可調(diào)電阻。Rx和Rn各有兩對端鈕，C1和C 2 、Cn1和Cn2是它們的電流端鈕；P1和P 2 、Pn1和Pn2是它們的電位端鈕。2）接線時必須使被測電阻Rx接在電位端鈕P1和P2之間，而電流端鈕在電位端鈕的外側(cè)，否則就不能排除和減少接線電阻與接觸電阻對測量結(jié)果的影響。

3）比較用可調(diào)電阻的電流端鈕Cn2與被測電阻的電流端鈕C2用電阻為r的粗導(dǎo)線連接起來。

4）R 1 、R 1 ^,^、R2和R 2 ^,^是橋臂電阻，其阻值均在10Ω以上。在結(jié)構(gòu)上把R 1 、R 1 ^,^及R 2 、R 2 ^,^做成同軸調(diào)節(jié)電阻，以便在改變R1或R2的同時，R 1 ^,^和R 2 ^,^也會隨之變化，并能始終保持

R 1 /R 1 ^,^=R 2 /R 2 ^,^

5）測量時接上R x ，調(diào)節(jié)各橋臂電阻使電橋平衡。此時，因為I R =0，可得到被測電阻Rx為

R x =R2R n /R1

6）可見，被測電阻Rx僅取決于橋臂電阻R 2 、R1的比值和比較用可調(diào)電阻R n ，而與粗導(dǎo)線電阻r無關(guān)。比值R 2 /R1稱為直流雙臂電橋的倍率。所以電橋平衡時

被測電阻值=倍率讀數(shù)×比較用可調(diào)電阻讀數(shù)

7）因此，為了保證測量的準確性，連接Rx和Rn電流端鈕的導(dǎo)線應(yīng)盡量選用導(dǎo)電性能良好且短而粗的導(dǎo)線。

8）只要能保證R 1 /R 1 ^,^=R 2 /R 2 ^,^、R 1 、R 1 ^,^、R2和R 2 ^,^均大于10Ω，r又很小，且接線正確，直流雙臂電橋就可較好地消除或減小接線電阻與接觸電阻的影響。因此，用直流雙臂電橋測量小電阻時，能得到較準確的測量結(jié)果。

四、電橋的使用

1、直流單臂電橋

當需要精確測量中值電阻(1Ω~1MΩ)時，往往采用單臂電橋進行測量。

1）使用前,先把檢流計的鎖扣打開，并調(diào)節(jié)調(diào)零器，將指針調(diào)到零位。

2）估計被測電阻近似值,然后參照說明書上的表格選擇適當?shù)谋壤?倍率)，使比較臂可調(diào)電阻的各擋能夠充分利用，以提高其精度。

3）接入電阻時，應(yīng)選擇較粗較短的連接導(dǎo)線，并將接頭擰緊，盡量提高測量精度。

4）在測量電感電路的電阻(如電動機、變壓器等)時，應(yīng)先接通電源按鈕，再接通檢流計按鈕。測量結(jié)束后，應(yīng)先斷開檢流計按鈕，再斷開電源按鈕，以免線圈的自感電動勢損壞檢流計。

5）電橋電路接通后，如檢流計指針向“+”方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)增加比較臂的電阻；如指針向“-”方向偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)減小比較臂的電阻。反復(fù)調(diào)節(jié)比較臂電阻，直至指針指向零位為止。讀出刻度盤的電阻值再乘以倍率，即為所測電阻值。

6）電橋使用完畢，應(yīng)立即將檢流計的鎖扣鎖上，以免在搬動過程中，將懸絲震壞。

7）電池電壓偏低會影響電橋的靈敏度，如發(fā)現(xiàn)電池電壓偏低時應(yīng)及時調(diào)換。當采用外接電源時，必須注意極性，切勿使電壓超過規(guī)定值，否則可能燒壞橋臂電阻。

2、直流雙臂電橋

直流雙臂電橋用來測量10^-5^~1Ω的小電阻。它是在單臂電橋的基礎(chǔ)上，設(shè)法消除連接引線和接觸電阻的影響而構(gòu)成的。

1）在電池盒內(nèi)裝入1.5V、1號電池46節(jié)并聯(lián)使用，晶體管指示放大儀器工作電源為6F22、9V電池2節(jié)并聯(lián)使用，此時電橋就能正常工作。如用外接直流電源1.52V時，電池盒內(nèi)的1.5V電池應(yīng)預(yù)先全部取出。

2）將B1開關(guān)扳到通位置，等穩(wěn)定后(約5min)，調(diào)節(jié)檢流計指針在零位。靈敏度旋鈕放在最低位置。將被測電阻按四端連接法接在電橋相應(yīng)的C 1 、P 1 、P 2 、C2的接線柱上。

3）估計被測電阻值的大小，選擇適當?shù)谋堵饰恢茫劝碐按鈕，再按B按鈕，調(diào)節(jié)步進讀數(shù)和滑線讀數(shù)，使檢流計指針在零位上。如發(fā)現(xiàn)檢流計靈敏度不夠，應(yīng)增加其靈敏度，移動滑線盤4小格，檢流計指針偏離零位約1格，就能滿足測量要求。

被測電阻=倍率讀數(shù)×(步進讀數(shù)+劃線讀數(shù))

4）被測電阻與倍率位置的選擇見下表。