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Product Category直流單雙臂電橋核心結構與工作原理:
1. 單臂電橋(惠斯通電橋)
(1) 基本結構
由四個橋臂、直流電源、檢流計三部分組成:
橋臂:R1、R2 為比例臂(已知標準電阻,可調節比例);R3 為比較臂(可調標準電阻);Rx 為被測電阻。
電源:接在橋路的一對對角線上,提供直流工作電流。
檢流計:接在另一對對角線上,用于檢測橋路是否平衡(電流為 0 時平衡)。
(2) 直流單雙臂電橋工作原理
調節比例臂 R1/R2 和比較臂 R3,使檢流計指針指零(橋路平衡),此時橋路滿足 對臂電阻乘積相等:
R1?R3=R2?Rx
推導得被測電阻計算公式:
Rx=R2R1?R3
局限性:當測量低值電阻時,引線電阻(導線本身電阻)和接觸電阻(接線端子處電阻,約 10?3Ω 級別)會與被測電阻串聯,導致測量誤差大幅增大,因此不適合測低電阻。
2. 雙臂電橋(開爾文電橋)
(1) 結構改進
針對單臂電橋的缺陷,雙臂電橋增加了兩個附加橋臂(R4、R5),并將被測電阻 Rx 和標準電阻 RN(標準低電阻)采用四端接線法連接:
電流端(C?、C?):接電源回路,流過較大電流,引線電阻和接觸電阻歸入電源回路,不影響測量;
電壓端(P?、P?):接橋臂回路,流過極小電流,且附加橋臂 R4、R5 與比例臂 R1、R2 滿足 R1/R2=R4/R5,從而抵消電壓端的附加電阻影響。
(2) 工作原理
調節比例臂和標準電阻 RN,使檢流計平衡,此時被測電阻計算公式為:
Rx=R2R1?RN
核心優勢:通過四端接線和附加橋臂的補償作用,消除引線電阻和接觸電阻對測量結果的干擾,實現低電阻的高精度測量。
直流單雙臂電橋選型要點:
按電阻量程選型
測中值電阻(如 10Ω 的電機繞組):選單臂電橋模式或純單臂電橋;
測低值電阻(如 0.001Ω 的電纜導體):必須選雙臂電橋模式或純雙臂電橋;
若需兼顧兩種量程:選單雙臂一體電橋(如 QJ36 型),切換方便。
按精度要求選型
常規檢測(如日常運維):選 0.1 級精度;
計量校準、仲裁試驗:選 0.01 級高精度機型。
按使用場景選型
實驗室固定測量:選臺式電橋,穩定性好;
現場便攜檢測:選便攜式電橋(如 QJ44 型,重量<2kg),適配戶外作業。
四、 安全使用注意事項
接線規范
單臂電橋:接線盡量短而粗,減少引線電阻影響;
雙臂電橋:嚴格區分電流端和電壓端,電壓端應接在電流端內側(靠近被測電阻),且電流端引線需加粗,降低自身電阻。
電源選擇
單臂電橋:一般用 1.5~3V 干電池;
雙臂電橋:測低電阻時需較大工作電流,可選用 2~6V 直流電源,具體按被測電阻大小調整(電阻越小,電流需越大,保證檢流計靈敏度)。
平衡調節步驟
先粗調比例臂,再細調比較臂 / 標準電阻,避免檢流計過載燒毀;
調節時輕按檢流計按鈕,觀察指針偏轉方向,逐步逼近平衡。
被測電阻預處理
測量前,擦拭被測電阻的接線端子,去除氧化層和油污,降低接觸電阻;
對于感性電阻(如電機繞組),測量后需先斷開電源,再斷開檢流計,防止自感電動勢損壞檢流計。