電參量測量技術(shù)第一頁，共九十九頁，2022年，8月28日

檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位……第二頁，共九十九頁，2022年，8月28日

頻率以單位時間內(nèi)周期性振蕩的次數(shù)計量，單位是赫[茲]（Hz）。

2．1頻率、時間和相位的測量圖2.1周期T計算示意圖時間是國際單位制中七個基本物理量之一，單位是秒（s）。

相位（單位deg）是描述交流信號的三要素之一。相位差的測量是研究信號、網(wǎng)絡(luò)特性的不可缺少的重要方面。第三頁，共九十九頁，2022年，8月28日

準(zhǔn)確測量時間和頻率是十分重要的，在當(dāng)代高科技應(yīng)用中顯得尤為重要。例如，郵電通信，大地測量，地震預(yù)報，人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)的導(dǎo)航定位控制等。測量時間和頻率的重要性第四頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中周期性現(xiàn)象十分普遍，如各種周而復(fù)始的旋轉(zhuǎn)運動、往復(fù)運動，各種傳感器和測量電路變換后的周期性脈沖等。周期性過程重復(fù)出現(xiàn)一次所需要的時間稱為周期，用符號T表示。(2–1)周期與頻率互為倒數(shù)關(guān)系第五頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量

頻率測量技術(shù)常將一些非電量或其他電參量轉(zhuǎn)換成頻率進(jìn)行測量，以提高測量的精度。

頻率測量方法分為:計數(shù)法和模擬法兩類模擬法因為簡單經(jīng)濟(jì)，在有些場合仍有應(yīng)用。計數(shù)法：測量精度高、操作簡便，可直接顯示數(shù)字，便于與微機(jī)結(jié)合實現(xiàn)測量過程自動化，應(yīng)用最為廣泛；第六頁，共九十九頁，2022年，8月28日（l）計數(shù)法測量原理計數(shù)法就是在一定的時間間隔T內(nèi)，對周期性脈沖的重復(fù)次數(shù)進(jìn)行計數(shù)。若周期性脈沖的周期為TA，則計數(shù)結(jié)果為(2–2)

1．頻率（周期）的數(shù)字測量第七頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量

②加到閘門的控制端控制閘門的開、閉時間，只有在閘門開通時間T內(nèi)閘門才輸出計數(shù)脈沖。③到十進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)。在閘門打開前計數(shù)器先清零，閘門關(guān)閉時，計數(shù)器的計數(shù)值N由T和TA決定。如果T和TA一個為已知標(biāo)準(zhǔn)量，另一個為待測量，則從計數(shù)值N和已知標(biāo)準(zhǔn)量便可求得。計數(shù)法原理如圖2－l（a）所示，周期為T的脈沖①加到閘門的輸入端，寬度為T的門控信號。第八頁，共九十九頁，2022年，8月28日

由于T和TA兩個量是不相關(guān)的，T不一定正好是TA的整數(shù)N倍，即T與NTA之間有一定誤差，如圖2－l（b）所示。圖中Δt1，是閘門開啟時刻至第一個計數(shù)脈沖前沿的時間（假設(shè)計數(shù)脈沖前沿使計數(shù)器翻轉(zhuǎn)計數(shù)），Δt2是閘門關(guān)閉時刻至下一個計數(shù)脈沖前沿的時間。處在T區(qū)間內(nèi)的計數(shù)脈沖個數(shù)（即計數(shù)器計數(shù)結(jié)果）為N，則2．1．1頻率的測量式中（2–3）（2–4）第九頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量

顯然，

若Δt1＝Δt2，則ΔN＝0；若Δt1＝TA，Δt2＝0，則ΔN＝l；若Δt1＝0，Δt2＝TA，則ΔN＝－l，因此脈沖計數(shù)的最大絕對誤差（又稱量化誤差）為（2–5）

脈沖計數(shù)最大相對誤差為：（2–6）第十頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量

（2）通用計數(shù)器/電子計數(shù)器具有測量頻率（測頻）和測量周期（測周）等測量功能，稱通用計數(shù)器。通用計數(shù)器的基本組成如圖所示。

通用計數(shù)器第十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量

（3–7）頻率比測量方式第十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量

將被測信號?x接到圖2-2中A輸入端（即?A=?x），晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率?C信號接到B輸入端（即?A=?C）則稱計數(shù)器工作在測頻方式，此時式（2-7）變?yōu)椋?－8）（2－9）測頻方式第十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日

將被測信號?C接到圖2-2中B輸入端（即?B=?x），晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率信號接到A輸入端（即?A=?x），稱計數(shù)器工作在測周方式，式（2-7）變?yōu)椋?－11）（2－10）測周方式第十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量周期與頻率互為倒數(shù)，從理論上講測量頻率與測量周期是等效的。從實際測量效果來看，圖2-2所示通用計數(shù)器工作在測頻方式和工作在測周方式，在測量誤差和測量范圍有差別。

（3）頻率（周期）的測量誤差與測量范圍第十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量6、PC機(jī)中的測試技術(shù)應(yīng)用（2－12）①測頻方式“測頻”的相對誤差為結(jié)論：被測頻率越高，分頻系數(shù)m越大，測頻的相對誤差越小，即測頻的精度越高。標(biāo)準(zhǔn)頻率的準(zhǔn)確度測頻的最大相對誤差第十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量（2－14）若采用K位十進(jìn)制計數(shù)器，最大允許計數(shù)值為（2－13）為使計數(shù)器不溢出，最大允許計數(shù)值要求即第十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量（2－16）若計數(shù)脈沖頻率最大允許值為?max，則還要求為滿足測量精度γ，要求代入式（2－12）可知，?x應(yīng)滿足（2－15）第十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．1．1頻率的測量將式（2－10）代入得測周的最大相對誤差為②測周方式由式（2－11）可得測周的相對誤差為第十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日又因為（2–20）

對比式（2－12）和式（2－20）可見：故由上式可得測周法測頻的最大相對誤差為直接測頻與測周法測頻的相對誤差是不一樣的。第二十頁，共九十九頁，2022年，8月28日結(jié)論1若被測頻率較高，直接測頻的相對誤差較小！若被測頻率較低，測周法測頻的相對誤差較小！為提高測量精度中界頻率＝晶振標(biāo)準(zhǔn)頻率當(dāng)被測頻率高于中界頻率時，采用直接測頻法測量頻率，當(dāng)被測頻率低于中界頻率時應(yīng)采用測周法測量頻率。結(jié)論2第二十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日2.頻率的模擬測量（1）直讀法測頻①電橋法測頻②諧振法測頻③頻率－電壓（f/U）轉(zhuǎn)換法測頻電橋法測頻是利用交流電橋的平衡條件和電橋電源頻率有關(guān)這一特性來測頻的。諧振法利用電感、電容串聯(lián)諧振回路或并聯(lián)諧振回路的諧振特性來實現(xiàn)測頻。第二十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日（2）比較法測頻

比較法測頻：是用標(biāo)準(zhǔn)頻率fc與被測頻率fx進(jìn)行比較；當(dāng)把標(biāo)準(zhǔn)頻率調(diào)節(jié)到與被測頻率相等時指零儀表（零示器）便指零。此時的標(biāo)準(zhǔn)頻率值即為被測頻率值。比較法測頻可分為兩種拍頻法測頻差頻法測頻第二十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日

拍頻法測量頻率的絕對誤差約為零點幾赫茲；差頻法測量頻率的誤差可優(yōu)于10－5量級，最低可測的信號電平達(dá)0.1μV～1μV。拍頻法和差頻法在常規(guī)場合很少采用。拍頻法測頻是將待測頻率信號與標(biāo)準(zhǔn)頻率信號在線性元件上疊加產(chǎn)生拍頻。差頻法測頻是將待測頻率信號與標(biāo)準(zhǔn)頻率信號在非線性元件上進(jìn)行混頻。誤差討論第二十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日（3）示波器測量頻率

另一種是將被測信號和標(biāo)準(zhǔn)頻率信號分別加到示波器的X通道和Y通道，觀測熒光屏上顯示的李沙育圖形。用示波器測量頻率有兩種方法：一種是將被測信號加到示波器的Y通道，在熒光屏上測量被測信號的周期。第二十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日2.1.2時間間隔的數(shù)字測量

時間間隔和周期的測量是測量信號或信號間的時間長度，測量方案基本相同，如圖2－3所示。第二十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日相位差的數(shù)字測量

用示波器測量；與標(biāo)準(zhǔn)移相器比較（零示法）；把相位差轉(zhuǎn)換為電壓來測量；把相位差轉(zhuǎn)換為時間間隔來測量等。測量相位差的方法主要有：第二十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日圖2.4滯后和超前兩種情況下的相位角超前滯后第二十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日圖2.5頻差不同時的相位角移動趨勢第二十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日使用AVR單片機(jī)進(jìn)行功率因數(shù)角采集及判斷第三十頁，共九十九頁，2022年，8月28日相位一電壓轉(zhuǎn)換式數(shù)字相位計的原理框圖如圖2－6（a）所示。其各點波形如圖2－6（b）所示。1．相位-電壓轉(zhuǎn)換法第三十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日圖2－6

相位-電壓轉(zhuǎn)換式數(shù)字相位計原理

第三十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．相位-時間轉(zhuǎn)換法

將上述相位-電壓轉(zhuǎn)換法中鑒相器的時間間隔又用計數(shù)法對它進(jìn)行測量，構(gòu)成相位一時間轉(zhuǎn)換式相位計，如圖2－5所示。

第三十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日圖2－7相位—時間轉(zhuǎn)換式相位計原理圖

第三十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日相位－時間轉(zhuǎn)換式相位計原理圖第三十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日2.2電壓和電流的測量前者采用模擬式電壓表顯示測量結(jié)果，后者采用數(shù)字電壓表即以數(shù)字顯示器顯示測量結(jié)果。兩者的區(qū)別僅在于后者A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字顯示器取代了前者的模擬顯示電表部分。1、電壓的測量電壓的測量可分為兩種方法模擬和數(shù)字方法第三十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日模擬式電壓表優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，測量頻率范圍較寬；缺點：是精度、分辨力較低，不便于與計算機(jī)組成自動測試系統(tǒng)。工作原理數(shù)字式電壓表則正好相反。兩者前端部分的工作原理基本相同。第三十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日

1．直流電壓的測量

通常由動圈式高靈敏度直流電流表串聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮铇?gòu)成，如圖2-6所示。

圖2－8普通直流電壓表電路（1）普通直流電壓表第三十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日電壓表:在磁電式表頭前加裝跟隨器（以提高輸入阻抗）和直流放大器（以提高測量靈敏度）構(gòu)成，當(dāng)要測量高直流電壓時，輸入端接入高阻值電阻構(gòu)成的分壓電路。

電壓表:直流放大器的零點漂移影響電壓靈敏度。常采用斬波穩(wěn)零式放大器或稱調(diào)制式放大器抑制零點漂移，使電子電壓表能測量微伏級的電壓。（2）直流電子電壓表第三十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日用A／D轉(zhuǎn)換器與數(shù)字顯示器相連，即構(gòu)成直流數(shù)字電壓表，如圖2-7所示。圖中A/D轉(zhuǎn)換器把直流電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，送往數(shù)字顯示器顯示出來。在A/D轉(zhuǎn)換器前配轉(zhuǎn)換電路，將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成直流電壓，就可構(gòu)成測量該被測參數(shù)的數(shù)字儀表。（3）直流數(shù)字電壓表

直流數(shù)字電壓表是許多數(shù)字式電測儀表的核心部件，用途很廣。第四十頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．交流電壓的測量（2）交流電壓的測量方法檢波-放大式放大-檢波式外差式電壓表

（1）交流電壓交流電壓可以用峰值、平均值、有效值、波形系數(shù)以及波峰系數(shù)來表征。第四十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日交流電壓的測量1、峰值測量如果則正、負(fù)幅值相等第四十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日②平均值交流電壓的測量

的平均值的數(shù)學(xué)定義為

(2－41)

按照這個定義，實質(zhì)上就是被測電壓的直流分量。

全波整流平均值定義為第四十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日③有效值一個交流電壓和一個直流電壓U分別加在同一電阻R上，若它們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則交流電壓有效值等于該直流電壓U，可表示為即交流電壓的測量第四十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日第四十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日交流信號采集的原理圖電壓波形的調(diào)整第四十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日交流信號采集的原理圖電壓波形的調(diào)整第四十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日④波形系數(shù)、波峰系數(shù)交流電壓的波形系數(shù)KF定義為該電壓的有效值與平均值之比

交流電壓的波峰系數(shù)KP定義為該電壓的峰值與有效值之比

交流電壓的測量第四十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日不同波形交流電壓的參數(shù)第四十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日交流電壓的相關(guān)概念當(dāng)用正弦波的有效值定度的交流電壓表測量電壓時被測電壓是正弦波，由表2－l很容易從有效值得知它的峰值和平均值；被測電壓是非正弦波，需根據(jù)電壓表讀數(shù)和電壓表所采用的檢波方法，進(jìn)行必要的波形換算，才能得到有關(guān)參數(shù)。交流電壓量值可以用峰值、有效值和平均值表征，但基于功率的概念，國際上一直以有效值作為交流電壓的表征量。第五十頁，共九十九頁，2022年，8月28日（2）交流電壓的測量方法

根據(jù)AC／DC轉(zhuǎn)換器的類型，可分為檢波法和熱電轉(zhuǎn)換法。根據(jù)檢波特性的不同，檢波法又可分成平均值檢波、峰值檢波、有效值檢波等。利用交流／直流（AC／DC）轉(zhuǎn)換電路將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，然后再接到直流電壓表上進(jìn)行測量。第五十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日模擬式交流電壓表大致可分成

下列三種類型

1、檢波—放大式2、放大—檢波式3、外差式電壓表檢波一放大式電壓表先檢波后放大，“高頻電壓表”或“超高頻電壓表”都屬于這一類型。

第五十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日外差式電壓表外差式電壓表

檢波一放大式電壓表的靈敏度受檢波器件非線性的限制。而放大一檢波式電壓表，由于寬帶放大器增益和帶寬的矛盾，也很難把頻率上限提得很高，同時，兩種測量方法的靈敏度都受到儀器內(nèi)部噪聲和外部干擾的限制。第五十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日把測量低頻（1MHz以下）信號電壓的電壓表稱作交流電壓表或交流毫伏表。采用放大一檢波式，檢波器多為平均值檢波器或有效值檢波器，分別構(gòu)成均值電壓表或有效值電壓表。（3）低頻交流電壓的測量被測非正弦電壓的有效值波形換算公式為

第五十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日

高頻交流電壓的測量不采用放大－檢波式（以避免高頻測量受放大器通頻帶的限制）,采用檢波一放大式或外差式電壓表來測量。（4）高頻交流電壓的測量第五十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日3．高電壓測量技術(shù)

（1）高壓靜電電壓表（2）峰值電壓表交流峰值電壓表的工作原理可分為兩類：利用整流電容電流來測量交流高壓利用電容器充電電壓來測量交流高壓（3）球隙測壓器（4）高壓分壓器第五十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日（1）高壓靜電電壓表

在兩個特制的電極間加上電壓u，電極間就會受到靜電力f的作用，f的大小與u的數(shù)值有固定的關(guān)系，測量f的大小或它所引起的可動極板的位移或偏轉(zhuǎn)就能確定所加電壓u的大小。利用這一原理制成的儀表即為靜電電壓表，它可以用來測量低電壓，也可以在高電壓測量中得到應(yīng)用。

第五十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日絕緣的擊穿就僅僅取決于電壓的峰值。交流峰值電壓表和沖擊峰值電壓表，通常均與分壓器配合起來使用。

（2）峰值電壓表為什么要測峰值如何使用①利用整流電容電流來測量交流高壓圖（a）第五十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日②利用電容器充電電壓來測量交流高壓

靜電電壓表PV交流電壓的周期第五十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日（3）球隙測壓器

球隙測壓器是惟一能直接測量高達(dá)數(shù)兆伏的高壓峰值的測量裝置。由一對直徑相同的金屬球構(gòu)成，測量誤差約2％－3％，能滿足工程測試的要求。

工作原理基于一定直徑（D）的球隙在一定極間距離（d）時的放電（擊穿）電壓為一定值。已知直徑D和極間距離d，球隙的放電電壓可從理論上推得計算公式，所得結(jié)果往往不能滿足測量精度的要求。通常通過實驗的方法得出不同球隙的放電電壓數(shù)據(jù)，被制成表格或曲線備用。第六十頁，共九十九頁，2022年，8月28日（4）高壓分壓器

被測電壓很高時，高壓靜電電壓表無法直接測量，球隙測壓器亦不行，球極的直徑不能無限增大（一般不超過2m）。用示波器測量電壓的波形時，不能直接測。采用高壓分壓器分出一小部分電壓，再用靜電電壓表、峰值電壓表、高壓脈沖示波器等測量儀器進(jìn)行測量，是合理的。第六十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日按分壓元件分：為電阻分壓器、電容分壓器、阻分壓器等三種類型。每一分壓器均由高壓臂和低壓臂組成。在低壓臂上得到的是分給測量儀器的低電壓。分壓器的技術(shù)要求分壓比的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性（幅值誤差要小）；分出的電壓與被測高電壓波形的相似（波形畸變要小）。技術(shù)要求：按用途分：為交流高壓分壓器、直流高壓分壓器和沖擊高壓分壓器等；第六十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日

電流的測量1．電流表直接測量法2．電流一電壓轉(zhuǎn)換法3．電流一磁場轉(zhuǎn)換法4．電流直感器法

第六十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日1．電流表直接測量法

對于圖2－14（a）電路，被測電流實際值為信號源內(nèi)阻負(fù)載電阻第六十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日上式可見，為使電流表讀數(shù)值逼近被測電流實際值，要求電流表的內(nèi)阻r盡可能為零，即電流表內(nèi)阻越小越好。

在電路中串接一個內(nèi)阻為r的電流表，如圖2－14（b）所示，則流過電流表的電流為相對測量誤差為第六十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日電流表測電流示意圖第六十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．電流-電壓轉(zhuǎn)換法

采用在被測電流回路中串入很小的標(biāo)準(zhǔn)電阻r（稱之為取樣電阻），將被測電流轉(zhuǎn)換為被測電壓當(dāng)滿足條件r<<R時第六十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日3．電流-磁場轉(zhuǎn)換法

在不切斷電路或被測電流太大的情況下，采取通過測量電流所產(chǎn)生的磁場的方法間接測得該電流的值。

圖2-15為采用霍爾傳感器的錐形電流表結(jié)構(gòu)示意圖。冷軋硅鋼片圓環(huán)的作用是將被測電流產(chǎn)生的磁場集中到霍爾元件上，提高靈敏度。作用于霍爾片的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為第六十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日4．電流互感器法

采用電流互感器法可以不切斷電路的情況下，測得電路中的電流。一次繞組匝數(shù)二次繞組匝數(shù)一次側(cè)電流第六十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日4．電流互感器法(b)

第七十頁，共九十九頁，2022年，8月28日2.3阻抗的測量

電阻R電感L和電容C是電路的3種基本元件。在測量技術(shù)中，許多傳感器如電阻式、電感式和電容式傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換為電阻、電感或電容輸出的。

本節(jié)研究和介紹R、L、C元件的阻抗及這三種元件參數(shù)的測量方法。

第七十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日2.3.1概述

1．阻抗定義阻抗是描述一個元、器件或電路網(wǎng)絡(luò)中電壓、電流關(guān)系的特征參量，其定義為第七十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日實際的電阻、電感和電容元件，存在著寄生電容、寄生電感和損耗。

圖2－17是考慮了各種因素后，實際電阻R、電感L、電容C元件的等效電路圖2一17電阻R、電感L、電容C元件的等效電路2．電阻、電感和電容的等效電路第七十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日（1）電阻同一個電阻元件在通以直流電和交流電時測得的電阻值是不相同的。在高頻交流下，須考慮電阻元件的引線電感和分布電容的影響。在頻率下的等效阻抗為

上式中

和分別為等效電阻分量和電抗分量，且第七十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日（2）電感電感元件的高頻等效阻抗可參照式（2－63）來確定。其中第七十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日Rc是介質(zhì)損耗的等效電阻。等效阻抗為式中，和分別為電容元件的等效電阻和等效電容，且一般介質(zhì)損耗甚小，可忽略（即）則上式簡化為（3）電容第七十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日2.3.2直流電阻測量

1．電表法2．電橋法3．直流小電阻的測法4．直流大電阻的測法

第七十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日電表法測量電阻的原理建立在歐姆定律之上，電壓－電流表法（簡稱伏－安法）、歐姆表法及三表法是電表法的常見形式。1．電表法（1）伏－安法圖2－18伏-安法測量直流電阻第七十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日（2）歐姆表法如果Us保持不變，被測電阻Rx與通過電流表A的電流IA成單值的反比關(guān)系，而磁電式電流表指針的偏轉(zhuǎn)角θ與通過的電流IA成正比，電流表指針的偏轉(zhuǎn)角能反映Rx值大小。如將電流表按歐姆值刻度，就成為可直接測量電阻值Rx的儀表，稱為歐姆表。第七十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．電橋法

測量直流電阻最常用的是電橋法。電橋分為直流電橋和交流電橋兩大類，直流電橋主要用于測量電阻。

圖2－21直流單電橋原理電路圖

檢流計G中無電流，由電橋平衡條件可得被測電阻第八十頁，共九十九頁，2022年，8月28日3．直流小電阻的測法（1）直流雙電橋（2）數(shù)字微歐計（3）脈沖電流測量法第八十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日（1）直流雙電橋

直流雙電橋又稱開爾文電橋，它是用來測量小電阻的一種比較儀器。

直流雙電橋原理電路測量時調(diào)節(jié)橋臂電阻使使電橋達(dá)到平衡

解此方程組可得第八十二頁，共九十九頁，2022年，8月28日（2）數(shù)字微歐計

用直流雙電橋測量小電阻有操作不方便，費時的缺點，且測量精度除與儀器有關(guān)外，還與操作人員的熟練程度有關(guān)。近些年研究發(fā)展起來的數(shù)字微歐計，是一種測量低值電阻的數(shù)字式儀表。第八十三頁，共九十九頁，2022年，8月28日數(shù)字微歐計

基本原理是：利用直流恒流源在被測電阻上產(chǎn)生直流電壓降外，然后通過電壓放大和A／D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字顯示的電阻值。數(shù)字微歐計具有操作簡單，省時，數(shù)顯，對操作人員要求不高等優(yōu)點。在測量過程中，采用“四端子”（電流端子、電位端子）測量法，消除引線和接觸電阻帶來的誤差。第八十四頁，共九十九頁，2022年，8月28日（3）脈沖電流測量法

為什么？

如果采用電流一電壓降法進(jìn)行測量小電阻，則因壓降會很小，信噪比很低，獲得高測量精度很困難。加大測量電流，增加被測電阻Rx上的電壓降，降低對測量壓降儀器的要求，但被測電阻的溫度也就隨之升高，阻值亦相應(yīng)變化，這種現(xiàn)象稱為電阻的負(fù)載效應(yīng)。第八十五頁，共九十九頁，2022年，8月28日

脈沖大電流測量小電阻的原理是：由控制電路控制脈沖電流源的數(shù)值和啟、停時間，放大器在電流源開啟時間內(nèi)工作，放大小電阻兩端的電壓降，計算機(jī)通過A／D轉(zhuǎn)換接口讀入壓降值并計算出小電阻值。脈沖電流測量法

結(jié)論：脈沖電流法可以提高測量小電阻的精度、分辨力和測量速度。第八十六頁，共九十九頁，2022年，8月28日4．直流大電阻的測法

（1）沖擊電流計法

（2－76）由于t／RxC很小，取的級數(shù)展開式的前兩項已經(jīng)足夠，故有即：第八十七頁，共九十九頁，2022年，8月28日（2）高阻電橋法

高阻電橋法利用如圖2－24所示的六臂電橋，通過電路變換并結(jié)合四臂電橋的基本平衡條件就可推得關(guān)系式為高阻電橋測量范圍為108～1017?。被測電阻值小于1012?時，測量誤差為0.03％，被測電阻值為1013?時誤差為0.l％。這種電橋的供電電壓在50～1000V范圍。第八十八頁，共九十九頁，2022年，8月28日

交流阻抗及L、C的測量1．交流阻抗電橋2．變量器電橋3．?dāng)?shù)字式阻抗測量儀

第八十九頁，共九十九頁，2022年，8月28日（1）電橋平衡條件

電橋平衡必須同時滿足模平衡和相位平衡兩個條件。

在交流情況下，電橋四個橋臂阻抗的大小和性質(zhì)必須按一定條件配置，否則可能不能實現(xiàn)電橋平衡。在實用電橋中，為了使結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，通常有兩個橋臂采用純電阻。第九十頁，共九十九頁，2022年，8月28日（2）電橋電路及元件參數(shù)的測量

當(dāng)選擇和為可調(diào)元件時，被測量的參數(shù)和可以分別讀數(shù)。串聯(lián)電容電橋適于測量損耗小的電容。第九十一頁，共九十九頁，2022年，8月28日2．變量器電橋

變量器電橋可用于高頻時的阻抗測量。變量器電橋有變壓式、變流式和雙邊式三種結(jié)構(gòu)，雙邊式是前兩種結(jié)構(gòu)形式的組合。

交流四臂電橋適用于在低頻時測量交流電阻、電感、電容等。雙邊式變量器電橋電橋平衡時可得電橋平衡時G指零得可解得第九十二頁，共九十九頁，2022年，