單臂電橋工作原理

單臂電橋工作原理：

3.1惠斯頓電橋（又稱單臂電橋）。QJ23型直流電阻電橋，電橋由倍率盤（比例臂）、測(cè)量盤（比較臂）、內(nèi)附指零儀及電源等部分組成。

3.2測(cè)量盤（比較臂）有四組、每組以1、2、2、2、2五個(gè)電阻元件由開(kāi)關(guān)組合成0~9共10個(gè)示值，四組測(cè)量盤總調(diào)節(jié)范圍為0~9999；倍率盤（比例盤）單臂電橋采用差值式，單臂電橋|單臂電橋總阻為1000Ω，由于倍率盤開(kāi)關(guān)接觸電阻歸到電源回路，故對(duì)測(cè)量精度沒(méi)有影響；按鈕“B”和“G”分別用于控制橋路電源和指零儀輸入信號(hào)；按鈕按下后旋轉(zhuǎn)90º可以鎖住，再旋轉(zhuǎn)90º可以復(fù)位。

單臂電橋簡(jiǎn)單介紹：
如上圖，電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)所在支路電流為零，則有：
（1）流過(guò)R1和R3的電流相同（記作I1），流過(guò)R2和R4的電流相同（記作I2）；
（2）B，D兩點(diǎn)電位相等，即UB=UD。因而有 I1R1=I2R2。
由于三個(gè)阻值已知，便可求得第四個(gè)電阻。測(cè)量時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳鳛镽1和R2，用一個(gè)可變電阻作為R3，令被測(cè)電阻充當(dāng)R4，調(diào)節(jié)R3使電橋平衡，而且可利用高靈敏度的檢流計(jì)來(lái)測(cè)零，故用電橋測(cè)電阻比用歐姆表。電橋不平衡時(shí)，G的電流IG與R1，R2，R3，R4有關(guān)。利用這一關(guān)系也可根據(jù)IG及三個(gè)臂的電阻值求得第四個(gè)臂的阻值，因此不平衡電橋原則上也可測(cè)量電阻。在不平衡電橋中，G應(yīng)從“檢流計(jì)’改稱為“電流計(jì)”，其作用不是檢查有無(wú)電流而是測(cè)量電流的大小?？梢?jiàn)，不平衡電橋和平衡電橋的測(cè)量原理有原則上的區(qū)別。利用電橋還可測(cè)量一些非電學(xué)量。
相關(guān)實(shí)驗(yàn)：

用惠斯通電橋測(cè)電阻

單臂電橋實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>

1．熟悉用惠斯通電橋測(cè)電阻的原理。
2．掌握QJ19型箱式惠斯通電橋和AC15型直流復(fù)射式檢流計(jì)的使用方法。

實(shí)驗(yàn)器材

QJ19型電橋、AC15型直流復(fù)射式檢流計(jì)、穩(wěn)壓電源、電阻箱、導(dǎo)線若干。

實(shí)驗(yàn)原理

惠斯通電橋是一種測(cè)量電阻的精密儀器，如圖6－1所示，為其測(cè)量原理圖。R1、R2、R、Rx為四個(gè)橋臂上的電阻，G為檢流計(jì)，E為直流電源，K為開(kāi)關(guān)。單臂電橋各支路電流如圖中箭頭所示。當(dāng)調(diào)節(jié)電橋使檢流計(jì)G上的電流為零時(shí)，電橋達(dá)到平衡。這時(shí)：
（6－1）
在式6－1中，如果R1、R2和R都是已知的，那么可算出待測(cè)電阻Rx。測(cè)量精度主要受檢流汁G和R1、R2及R的精度的影響。
圖6－1 惠斯通電橋原理圖

1．QJ19
單臂電橋是一種精密的電工儀器。當(dāng)用作單臂電橋時(shí)，可測(cè)量10－2~166Ω的電阻；當(dāng)作雙臂電橋時(shí)，可測(cè)量10-5~10-2Ω的電阻（在本實(shí)驗(yàn)中只作單臂電橋使用）。
圖 6－2 QJ19型電橋面板及接線圖
圖6－2為QJ19型電橋的面板。K1~K4依次為“粗調(diào)”、“細(xì)調(diào)”、“短路”、“電源”這四個(gè)按鈕。測(cè)量時(shí)，應(yīng)先按下K4并鎖住，再按下K1按鈕進(jìn)行粗調(diào)，當(dāng)檢流計(jì)指針指到“0”時(shí)，松開(kāi)K1；zui后，按下K2進(jìn)行細(xì)調(diào)，直到檢流計(jì)指針指到“0”為止。當(dāng)檢流計(jì)中電流較大或晃動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)按下短路按鈕K3。R1、R2為比例臂，R為讀數(shù)臂，相當(dāng)于可變電阻臂，R1、R2的大小可根據(jù)待測(cè)電阻RX的估計(jì)值由表6—1設(shè)定。端鈕1~10為接線鈕，在本實(shí)驗(yàn)中，1、2接檢流計(jì)；3、4直接相聯(lián)；5、6接待測(cè)電阻；7、8空著；9、10接電源。這樣連接后的線路如圖6－2所示。
2．AC15型
AC15型直流復(fù)射式檢流計(jì)又稱光點(diǎn)檢流計(jì)，其結(jié)構(gòu)屬于電磁式。我們知道，光線射到平面鏡上后，如果鏡面轉(zhuǎn)過(guò)一微小的角度 ，則反射光線掃過(guò)的角度將是 。在線圈上附有一個(gè)小平面鏡，當(dāng)微小的電流通過(guò)線圈時(shí)，在磁力矩的作用下線圈就會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)很小的角度，這時(shí)一束燈光射到小平面鏡上，利用平面鏡的反射，就可以較明顯地讀出反射光線轉(zhuǎn)過(guò)的角度，從而測(cè)出微小電流強(qiáng)度。因此，光點(diǎn)檢流計(jì)的靈敏度很高。
圖6－3為AC15型直流復(fù)射式檢流計(jì)面板。J1為標(biāo)盤（或刻度盤），J5為“零點(diǎn)調(diào)節(jié)”旋鈕，測(cè)量前須用此調(diào)零。J2為分流器旋鈕，檢流計(jì)不停地移動(dòng)時(shí)，J2應(yīng)置于“短路”，單臂電橋使光標(biāo)盡快停止。測(cè)量時(shí)J2應(yīng)從zui低靈敏度“×0.01”開(kāi)始，逐步調(diào)到“×1”檔。J4為輸入端鈕，J3為電流選擇開(kāi)關(guān)。AC15型檢流計(jì)可用交流220V 或直流6V兩種電源供電，本實(shí)驗(yàn)只用交流220V。
圖6－3 AC15型直流復(fù)射式檢流計(jì)

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