直流雙臂電橋的工作原理

直流雙臂電橋又叫凱爾文電橋，用來(lái)測(cè)量10^-5^~1Ω電阻。直流雙臂電橋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。

一、直流雙臂電橋的工作原理

直流雙臂電橋由檢流計(jì)、直流電源、橋臂電阻、調(diào)節(jié)電阻、電流接頭、電壓接頭等組成。其面板如下圖所示。

1、如上圖所示，圖中Rx是被測(cè)電阻，Rn是比較用的可調(diào)電阻。Rx和Rn各有兩對(duì)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(shí)必須使被測(cè)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(duì)測(cè)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(cè)電阻的電流端鈕C2用電阻為r的粗導(dǎo)線連接起來(lái)。

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(shí)，R 1 ^,^和R 2 ^,^也會(huì)隨之變化，并能始終保持

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

5、測(cè)量時(shí)接上R x ，調(diào)節(jié)各橋臂電阻使電橋平衡。此時(shí)，因?yàn)镮 R =0，可得到被測(cè)電阻Rx為

R x =R2R n /R1

6、可見(jiàn)，被測(cè)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(wú)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(shí)

被測(cè)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(cè)量的準(zhǔn)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(cè)量小電阻時(shí)，能得到較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

二、直流雙臂電橋的使用方法

1、在電池盒內(nèi)裝入1.5V、1號(hào)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(shí)電橋就能正常工作。如用外接直流電源1.52V時(shí)，電池盒內(nèi)的1.5V電池應(yīng)預(yù)先全部取出。

2、將B1開(kāi)關(guān)扳到通位置，等穩(wěn)定后(約5min)，調(diào)節(jié)檢流計(jì)指針在零位。靈敏度旋鈕放在最低位置。將被測(cè)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(jì)被測(cè)電阻值的大小，選擇適當(dāng)?shù)谋堵饰恢?，先按G按鈕，再按B按鈕，調(diào)節(jié)步進(jìn)讀數(shù)和滑線讀數(shù)，使檢流計(jì)指針在零位上。如發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)靈敏度不夠，應(yīng)增加其靈敏度，移動(dòng)滑線盤4小格，檢流計(jì)指針偏離零位約1格，就能滿足測(cè)量要求。

被測(cè)電阻=倍率讀數(shù)×(步進(jìn)讀數(shù)+劃線讀數(shù))

4、被測(cè)電阻與倍率位置的選擇見(jiàn)下表。