1、單臂電橋的工作原理（ 1） 單臂電橋的結(jié)構(gòu)及原理直流單臂電橋又稱惠斯登電橋，其原理電路如圖1 （a）所示。 圖中被測電阻RX和R、R3> R4三個(gè)已知電阻連接成四邊形。四個(gè) 電阻的連接點(diǎn) a、 b、 c、 d 稱為電橋的頂點(diǎn)； 由這四個(gè)電阻組成的 支路 ac、 cb、 ad、 bd 稱為橋臂。 在電橋的兩個(gè)頂點(diǎn) a、 b 之間（一 般稱為電橋輸入端）接一個(gè)直流電源，而在電橋的另外兩個(gè)頂點(diǎn) c、 d 之間（一般稱為電橋輸出端）接一個(gè)指零儀（檢流計(jì)）。當(dāng)電橋電源接通之后，調(diào)節(jié)橋臂電阻 R2、R3和R4,使c、d 兩個(gè)頂點(diǎn)的電位相等，即指零儀兩端沒有電位差，其電流 I g =0 ， 這種狀態(tài)稱

2、為電橋平衡。當(dāng)電橋平衡時(shí)，有Rx=R2*R4 / R 3上式中，R2 /R 3稱為電橋的比率臂，電阻 R4稱為比較臂。當(dāng)電橋 平衡時(shí)，可以由 艮、R3和R的電阻值求得被測電阻 R。為讀數(shù)方 便，制造時(shí)，使 R2 /R 3的值為十進(jìn)制倍數(shù)的比率，如 0.1 、 1.0、 10、100。等。這樣，RX便為已知量R4的十進(jìn)制倍數(shù)，便于讀取被 測量。用電橋測電阻實(shí)際上是將被測電阻與已知標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較來確定被測電阻值，只要比率臂電阻和比較臂電阻R、R和F4足夠精確， Rx 的測量準(zhǔn)確度也就比較高。直流單臂電橋的準(zhǔn)確度分 為 0. 01 、 0.02、 0.05、 0.1 、 0.2、 0.5、 1.0

3、、 2.0 共 8個(gè)等級。由于上式是根據(jù) I g=0 得出的結(jié)論， 所以指零儀必須采用高靈 敏度的檢 流計(jì)，以確保電橋的平衡條件，從而保證電橋的測量精度。（ 2） QJ23 型單臂電橋電橋的種類很多，圖1是常見的便攜式QJ23型單臂電橋 的原理電路和面板圖，其準(zhǔn)確度為 0.2級。比率臂R /R3由8 個(gè)電阻組成，共有7個(gè)擋位，分別為“ 10-3”、“ 10-2”、“ 10 -l ”、“ 1”、“ 10”、“102”和“ 103” ,示于面板左上方的讀數(shù)盤上， 由轉(zhuǎn)換開關(guān)換接。比較臂F4由4個(gè)可調(diào)電阻箱串聯(lián)組成，這4 個(gè)電阻箱分別由9個(gè)1Q、9個(gè)10Q、9個(gè)100Q、9個(gè)1000Q的電阻組成，它

4、們示于面板右上方的讀數(shù)盤上，比較臂 R 的值由面板上這4個(gè)讀數(shù)盤所示的電阻值相加而得。調(diào)節(jié)面板上的讀數(shù)盤，可得到09999 Q范圍內(nèi)任意的電阻值cI0Gl(X)t2X9I0Q SSLK P 才(b)面板圖(a)原理電路圖圖1便攜式QJ23型單臂電橋l 一倍率旋鈕；2 一比較臂讀數(shù)盤；3檢流計(jì)電橋可用內(nèi)附檢流計(jì)，也可用外接檢流計(jì)。在面板左下方有 三個(gè)接線柱，使用內(nèi)接檢流計(jì)時(shí)，用接線柱上的金屬片將下面兩 個(gè)接線柱短接。檢流計(jì)上裝有鎖扣，可將可動(dòng)部分鎖住，以免搬 動(dòng)時(shí)損壞懸絲。需要外接檢流計(jì)時(shí)，用金屬片將上面兩個(gè)接線柱 短接(即將內(nèi)附檢流計(jì)短接)，并將外接檢流計(jì)接在下面兩個(gè)接線 柱上。電橋內(nèi)附有電源

5、，需裝入 1 號電池三節(jié)。需要時(shí)（如測量 大電阻時(shí)），也可外接電源， 面板左上方有一對接線柱， 標(biāo)有“+”、 “一”符號，供外接電源用。面板中下方有2個(gè)按鈕開關(guān)，其中“G'為檢流計(jì)支路的開關(guān)； “B'為電源支路的開關(guān)；面板右下方還有一對接線柱，標(biāo)有“RX”, 用以連接被測電阻。（ 3）單臂電橋使用步驟 先打開檢流計(jì)鎖扣，再調(diào)節(jié)指零儀，使指針位于零點(diǎn)。 將被測電阻接到標(biāo)有“ RX”的兩個(gè)接線柱之間，根據(jù)被測 電阻 Rx 的近似值（可先用萬用表測得） ，選擇合適的倍率，以便 讓比較臂的 4 個(gè)電阻都用上，使測量結(jié)果為四位有效數(shù)字，提高 讀數(shù)精度。例如，R"8Q,則可選擇倍

6、率0.001，若電橋平衡時(shí) 比較臂讀數(shù)為8211 Q，則被測電阻RX為RX=倍率X比較臂的讀數(shù)=0.001 X 821仁8. 211 （ Q） 如果選擇倍率為 1，則比較臂的前 3 個(gè)電阻都無法用上，只能測 得RX = 1 X 8= 8（ Q），讀數(shù)誤差大，失去用電橋進(jìn)行精確測量的 意義。 測量時(shí)，應(yīng)先按電源支路開關(guān)“ B”按鈕，再按檢流計(jì)“ G' 按鈕。若檢流計(jì)指針向“ +”偏轉(zhuǎn)，表示應(yīng)加大比較臂電阻；若指 針向“一”偏轉(zhuǎn)，則應(yīng)減小比較臂電阻。反復(fù)調(diào)節(jié)比較臂電阻， 使指針趨于零位，電橋即達(dá)到平衡。調(diào)節(jié)開始時(shí)，電橋離平衡狀 態(tài)較遠(yuǎn)，流過檢流計(jì)的電流可能很大，使指針劇烈偏轉(zhuǎn)，故先不要將檢

7、流計(jì)按鈕按死，要調(diào)節(jié)一次比較臂電阻，然后按一下“G', 當(dāng)電橋基本平衡時(shí)，才可鎖住“ G'按鈕。 測量結(jié)束后，應(yīng)先松開“ G'按鈕，再松開“ B”按鈕 否則，在測量具有較大電感的電阻時(shí)，因斷開電源而產(chǎn)生的電動(dòng)勢會(huì)作用到檢流計(jì)回路，使檢流計(jì)損壞。 電橋不用時(shí)，應(yīng)將檢流計(jì)鎖扣鎖住，以免搬運(yùn)時(shí)震壞懸絲。二利用電橋測量電阻的原理1. 直流單臂電橋的原理性電路如圖所示。它是由四個(gè)電阻R、Rb、R)、忌聯(lián)成一個(gè)四邊形回路，這四個(gè)電阻稱做電橋 的四個(gè)“臂”。在這個(gè)四邊形回路的一條對角線的頂點(diǎn)間接入直流 工作電源，另一條對角線的頂點(diǎn)間接入檢流計(jì)，這個(gè)支路一般稱 做“橋”。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)Ro

8、值，可使C D兩點(diǎn)電位相同，檢流計(jì)中 無電流流過，這時(shí)稱電橋達(dá)到了平衡。在電橋平衡時(shí)有：R al a=FbI bR xI x=R)l o且I a = l X, I b=l 0則上式整理可得：Rx R；R為了計(jì)算方便，通常把Ra/Rb的比值選作成10(n=0, ± 1, ±2,)令 C=R/Rb，則:RX=CR0可見電橋平衡時(shí),由已知的Ra、R （或C）及R）值便可算出 甩。人 們常把R、Rb稱做比例臂，C為比例臂的倍率；稱做比較臂；Rc 稱做待測臂。三運(yùn)用時(shí)的注意事項(xiàng)1.聯(lián)好電路復(fù)查無誤、倍率 C和比較臂R0的值均已選置好、 保護(hù)電阻R處于保護(hù)狀態(tài)（Ki斷開）才許試接電源進(jìn)

9、行實(shí)驗(yàn)。如 接通電源瞬間檢流計(jì)指針錳偏撞針或一點(diǎn)不動(dòng)應(yīng)即斷電檢查原 因。2. 換測電阻時(shí)，一定要重新選置 艮、Fb和R0，預(yù)先使橋接近 平衡，并且斷開K，使R處于保護(hù)狀態(tài)。改換電路必須先斷開電 源。3. 調(diào)節(jié)電橋平衡時(shí)，應(yīng)采用接通一下檢流計(jì)支路看看偏轉(zhuǎn)大 小，適當(dāng)調(diào)節(jié)R再接通一下檢流計(jì)支路看看偏轉(zhuǎn)大小的辦法，不 可使檢流計(jì)在通電情況下調(diào) R，以免損壞檢流計(jì)或調(diào)節(jié)不精細(xì)。 在調(diào)F0時(shí)要根據(jù)檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)大小和方向有目的地從高位至低位 順次逼近調(diào)節(jié)，不應(yīng)盲目亂調(diào)。4. 用伏安法測電阻， 受所用電表內(nèi)阻的影響， 在測量中往往引入方法誤差；用歐姆表測量電阻雖較方便，但測量精度不高。在 精確測量電阻時(shí)，常使用電橋進(jìn)行測量。其測量方法同電位差計(jì) 一樣同屬于比較測量法。5. 所討論的是直流單臂電橋（又稱惠斯登電橋） ，主要是