直流單比電橋

測量直流電阻的四臂電橋

測量直流電阻的四臂電橋,又稱惠斯登電橋

線路原理


直流單比電橋包括四個電阻橋臂和兩個對角線支路,如概述圖所示。圖中Rx為被測電阻;R為比較臂(讀數盤)電阻;R、R為比例臂(比例K=R/R)電阻。電源E、電阻r構成電源對角線支路;指零儀G(一般用直流檢流計)構成指零儀對角線支路。當電橋平衡時,指零儀支路兩端電位相等,指零儀中無電流通過,於是有IR=IRx,IR=IR。由此得R=R1/R2R=KR,即由三個橋臂的已知電阻可求得另一橋臂的電阻值。
直流單比電橋的特點是:①電橋的平衡只與四個橋臂電阻值有關,而與電源E的大小及該支路電阻r和指零儀的內阻無關;②電橋平衡時,電源和指零儀的位置可以互換而不影響測量結果;③電橋平衡時,一個對角線的狀態(開路、短路或接入電阻)不影響另一對角線的狀態(電流大小);④電橋平衡時,流過橋臂電阻的電流變化不影響測量結果;⑤電橋平衡公式Rx=R1/R2R中,四個電阻嚴格來講是指電橋相鄰頂點之間的全部電阻,包括橋臂電阻、內部引線電阻、連接導線電阻和開關接觸電阻。因此只用橋臂電阻計算平衡式時會引入誤差。

應用


直流單比電橋主要用於測量中阻值的二端電阻,被測阻值範圍一般應大於10Ω,這是因為被測電阻較小時,連線電阻和接觸電阻的影響相對增大,將造成較大的測量誤差。單比電橋也可用於測量低阻值的四端電阻,其原理線路。它是概述圖線路的變形,即改變了Rx支路電橋頂點的位置,使電橋頂點與被測電阻的節點重合,從而將連線電阻分別引入與RX相鄰的橋臂以及電源、指零儀支路中。將相鄰橋臂的電阻適當選大一些,可減小由於連線電阻引入的誤差。