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数字电桥原理分析

电桥法测电阻18175

实验名称惠斯登电桥测电阻（所属实验室：大学物理实验中心217分室）一、实验基本介绍电桥是一种比较式仪器，是很重要的电磁学基本测量仪器之一。电桥按其结构特点可分为交流电桥和直流电桥，也可分为单臂电桥和双臂电桥；按工作状态可分为平衡电桥和非平衡电桥。惠斯登电桥称为单臂电桥，是最常用的直流电桥，主要用于低电阻的测量。二、实验仪器介绍实验仪器：QJ23型直流电阻电桥，万用电表，电阻若干只。图 1 QJ23型直流电阻电桥、指针万用表、待测电阻【QJ23型箱式惠斯登电桥】如图1所示。箱式直流电桥具有便于携带、准确度高和使用方便等特点。其电路原理图如图2所示。R 1、R 2为比例臂，R s 为比较臂，改变b 点的位置就可以改变R 1/R 2（即比例系数K ）的比值。例如将倍率开关 b 置于“102”时，便有 120.9998.90281.009409.09409.0981.009 1008.9020.999 R R +++++==+ 实验中R x 的误差主要取决于R s ，而不是R 1/R 2的比值。从图2可知，比较臂R s 由四只可变的标准电阻相互串联，其总阻值可达9999Ω。所以该电桥可测量1~9999000Ω范围内的电阻，基本量程为100~99990Ω。调零旋钮倍率选择灵敏度旋钮

图3为QJ23型箱式电桥面板示意图。面板中下部有四个标有“1000 ?”、“100 ?”、“10 ?”和“1 ?”的旋钮，是用来调节比较臂R s的，调节范围为0~9999Ω。使用与读取方法同电阻箱。面板右下角的“R x ”接线柱是用来联接被测电阻的；左侧上方的“+E-”用于联接外部电源；“内、G、外”为检流计选择端钮，当“G”和“内”用短路片联接时，则在“G”和“外”之间需外接检流计；在“G”和“外” 短路时，则箱式电桥内附的检流计接入了电路。面板右上角为倍率“K”选择开关。面板左下角的“B”“G”按钮，从图2可以看出，前者用于接通电源，后者用于接通检流计支路。在使用时，“B”、“G”两个电健要同时使用，但需先按下“B”，再按下“G”；断开时则先松开“G”，再松开“B”，以保护检流计。所以使用箱式电桥时，先将倍率K（R 1/R 2 ）确定，然后调节R S 使电桥平衡，由公式（3）便可计算出测量结果。三、实验内容预习实验目的 1. 理解直流电桥的构成和工作原理； 2. 掌握万用电表的使用和电桥的调节方法； 3. 用直流电桥测定电阻的阻值。实验原理惠斯登电桥测量电阻的原理惠斯登电桥的原理如图4所示。图中R 1、R 2 、R s 是已知其阻值的标准电阻，它们与待测电阻R x 构成一个四边形，每一边都称为电桥的臂。R 1、R 2 称为比例臂，R s 称为比较臂， R x 称为待测臂。在A、B两端接直流电源E；在C、D两点间接检流计G，结构像桥一样，故称为电桥。当C、D两点间图3图2

LCR电桥操作说明

TH2817B数字电桥操作指导书 1.目的为规范仪器使用操作，确保元器件的品质，延长仪器使用寿命，保障测试安全。 2.适用范围电感，电容，电阻参数测试操作。频率范围：50Hz～100kHz 间共十个典型频率，测试信号电平: 0.1V、0.3V、1V 三种测试电平，恒定可选的源内阻：30Ω或100Ω。 3.仪器测试操作 3.1仪器测试前准备工作 3.1.1检查仪器供电电源是否为AC220±10V，50Hz/60HZ。 3.1.2仪器接通电源前应关掉电源开关。 3.1.3开启仪器预热20分钟。 3.2设置仪器 3.2.1根据所要测试的元器件要求，对下述相关参数进行设置。 3.2.2根据测试元器件要求，按主参数键，仪器在支持的各参数间循环切换，或者先按主参数键后，再按▲、▼键仪器在Z，CS,CP,LS,LP,RS,RP各测试参数间循环切换。按副参数键，仪器在支持的各参数间循环切换，或者先按主参数键后，再按▲、▼键仪器在θ°(角度)，θr （弧度），R，X，Q，D各测试参数间循环切换。 3.2.3按频率键，仪器在支持的各参数间循环切换，或者先按频率键后，再按▲、▼键仪器在支持的各频率（50Hz，60Hz，100Hz，120Hz，1kHz，10kHz，20kHzBZB，40kHz， 50kHz，100kHz）间循环切换。 3.2.4按电平键，仪器在支持的各参数间循环切换，或者先按电平键后，再按▲、▼键切：

仪器在支持的各电平（0.1V，0.3V，1V）间循环切换电平。 3.2.5按速度键，仪器在支持的各参数间循环切换，或者先按速度键后，再按▲、▼键切仪器在支持的快速（F），中速（M），慢速（S）间循环切换。 3.2.6按量程键后，再按▲或▼键，可手动选择量程。量程可在自动（AUTO）和锁定（HOLD）状态间切换，一般选择自动（AUTO）模式，则同时进入量程保持状态。 3.2.7在测试页面，按上档键，屏幕左上角“SHIFT”点亮，按下设置键进入测量设置界面，在测量设置页，通过左右按键选择项目TRIG(触发方式)，再通过然后按【▲】或【▼】键，可选择“INT”，“MAN”或“EXT”这三种触发方式，一般将其设置为INT(内部)。按【ENT】键确认数据输入，返回测试界面；通过左右键选择“SRES”（输出内阻）项，再按【▲】或【▼】键选择“100Ω”或“30Ω”，一般测试选择100Ω，按【ENT】键确认数据输入，返回测试界面。通过左右按键选择“CABLE”（电缆长度）项，再按【▲】或【▼】键选择“0m”、“1m”或“CUST”，根据测量时使用的输出测试夹具进行选择。按【ENT】键确认数据输入，返回测试界面。通过按左右键选择“ZERO”（清零开关）项，再按【▲】或【▼】键选择“ON”（打开）或“OFF”（关闭）方式。选择“ON”开，按【ENT】键确认数据输入，返回测试界面。 3.2.8按上档键，再按开路键进入开路清零菜单。开路清零功能能够消除测试线，测试夹具与被测元件并联的杂散电容的影响。通过按【▲】或【▼】键来选择执行“SPOT”或 “SWEEP”清零，即对当前频率点或所有的频率点进行清零，一般选”SWEEP”。 3.2.9按上档键，再按短路键进入短路清零菜单。短路清零能够消除测试线与测试夹具与被测元件串联的剩余阻抗如引线电阻或引线电感的影响。通过按【▲】或【▼】键来选择执行 “SPOT”或“SWEEP”清零，即对当前频率点或所有的频率点进行清零，一般选”SWEEP”。 3.2.10按上档再按显示键，仪器可在直读显示（DIR）——实际测量值；绝对偏差显示（⊿） ——测量值与称值的绝对偏差；百分比偏差显示（%）——测量值与标称值的百分比偏差几

LCR数字电桥操作规范-

※目录※※ NO 大纲签核分发修订履历 1. 目的 2. 适用范围 3. 权责 4. 定义 5. 流程图 6. 流程说明 7. 参考文件 8. 相关表单签核栏发行单位(ISSUED BY) 项目制作(PREPARED) 审核(CHECKED) 核准(APPROVED) 签章日期分发签收单位发行数回收数签收人分发签收单位发行数回收数签收人

※※修订履历※※ 版次生效日期修订内容备注 A 初版发行 B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 1.目的: 为了使实验仪器操作方法规范，确保实验结果正确，延长仪器使用寿命，特制定本作业指导书. 2.范围：本作业指导书适用该仪器的使用操作 3.职责：工艺组: 负责仪器定期校验

实验室：负责仪器设备保养，作业指导书编写. 使用者：按照作业指导书使用仪器 4.作业内容： 4.1.仪器参数 4.1.1.可测量参数:电感量 L、电容量 C、电阻 R、品质因素 Q、损耗角正切值 D. 4.1.2.测量速度:快速8次/秒,慢速4次/秒, 低速2次/秒. 4.1.3.测试信号电平 Vrms（有效值）：0.1V/0.3V/1.0V± 4.2.功能键说明 1.主参数指示: 指示当前测量主参数（L、C、R） 2.参数显示:显示 L、C、R 3.主参数单位:指示当前测量主参数单位（如 pF、nF、μF 等）. 4.副参数显示:显示损耗 D 或品质因素 Q 5.副参数指示:指示当前测量副参数（D、Q） 6.等效键:设定仪器测量等效电路，一般选择串联等效电路. 7.速度键: 快速8次/秒,慢速4次/秒, 低速2次/秒. 8.清零键: 测电容时，测试夹具或测试电缆开路，按一下“清零”键，“开”灯亮，每次测试自动扣去底数；测电感、电阻时，测试夹具或测试电缆短路后，按“清零”键. 9.锁定键:灯亮仪器处于锁定状态，仪器测试速度最高. 10.接地端:用于被测元件之屏蔽地. 11.频率键 : 设定加于被测元件上的测试信号频率是 100Hz，1kHz 或 10kHz. 12.电平键:每按一下，选择一种测试电平，分别在（0.1、0.3、1.0）V三种电平中循环. 13参数键:每按一下，选择一种主参数，分别在 L，C，R 三种参数中循环. 14.电源开关:按下，电源接通；弹出，电源断开. 15.测试信号端 HD：电压激励高端；LD：电压激励低端； HS：电压取样高端；LS：电压取样低端. 4.3.操作步骤： 4.3.1.插上电源插头，将面板开关按至ON.开机后，仪器功能指示于上次设定状态,预热10分钟，待机内达到平衡后，进行正常测试. 4.3.2.测试参数选择, 使用“参数”键选择L、C、R，单位如下： L：uH、mH、H（连带测试器件Q值） C：pF、nF、uF（连带测试器件D值） R：Ω、kΩ、MΩ（连带测器件间Q值） 4.3.3.使用者应根据被测件的测试标准或使用要求按频率键、电压键，选择相应的测量频率、测试电压.可选择100Hz、1kHz、10kHz三个频率，1V、0.3V、0.1V三个电压. 4.3.4.选择设置好测试参数、测试频率、激励电压后，用测试电缆夹头夹住被测器件引脚、焊盘.待显示屏参数值稳定后，读取并记录.

惠斯登电桥原理及应用资料

惠斯登电桥的原理与应用大学物理基础性实验乐山电大幸荣安【摘要】惠斯登电桥是大学物理基础性实验之一。教学辅导中发现，在理工科中，不同专业的学员，对惠斯登电桥原理的学习要求各不相同，有的专业学员对惠斯登电桥原理只作一般性了解和使用；而电子工程技术类的学员则作一般性了解和使用外，还要求对每一个原理在其它项目中的应用。本文对惠斯登电桥原理作了一般性的论证分析外，还对对惠斯登电桥原理在温度控制技术作了入门式讨论分析。【关键词】惠斯登电桥交换测量法热敏电阻这里介紹一种測量电阻值大小的方法，這种方法称为惠斯登电桥測量法。它的特別之处，是在于精确、精細，几乎省去人在判读時所形成的誤差。並且由于它的精細，我們要用它去測量电阻阻值和測量电阻随温度变化的情形，也就是电阻的温度系数。究竟惠斯登电桥是如何能够达到精确、精細的功能？以下就来了解它的原理。一、惠斯登电桥（平衡电桥）测电阻的原理. 惠斯登电桥原理图1中，接通电源，调节电桥平衡，即调节电桥四个“臂”R1、R2、R3、Rx，当检流计G的指针指零，B、D 两点电位相等，则有式称为比率k。箱式惠斯登电桥的比率K有0.001，0.01，0.1，1, 10，100， 1000七档。根据待测电阻Rx大小选择K，调节R3使检流计G为零，由R x = KR3求出待测电阻Rx值。电流计G 的B、D两点电位

(7--2) (7--3) 由上式看出，当R1R3= R2R x时，电流计G 的B、D两点电位差Uo=0，电桥处于平衡，这就是惠斯登电桥。二、箱式惠斯登电桥的结构线路(以QJ23型箱式直流单臂电桥为例)图(a) 分析箱式惠斯登电桥的结构线路.提示: 当比率转换开关K连接到0.001的挡位时, R1代表一只电阻的值，而R2代表7只电阻串联值.在不同的挡位时,R1 R2所代表的电阻串联值.各不相同.Rx:被测电阻接线柱R3:由四个可变电阻箱串联组成.每个可变电阻箱的挡位X1Ω、X10Ω、X100Ω、X1000Ω构成.箱式惠斯登电桥的操作法1.检流计的指针作调零处理. 2.确定待测量电阻的大致数值,在Rx被测电阻接线柱间接上被测量电阻. 3.根据被测量电阻的大小值选定比率转换开关K连接的挡位. 4.测量时用跃接法按下"B"和"G"按钮(按下后立即松开)，若指针偏向"+"方向.则增加R3的数值;若指针偏向"-"方向,则减小R3的数值,反复调节直至电桥平衡. 5.测量有感电阻(如电机、变压器等)时,应先接通"B"和后接通"G"按钮,断开时应先放开"G"再放开"B". 6.使用完毕,必须断开"B"和"G"按钮,并且将检流计的联接片接在"内接"位置,也保护检流计.

TH2811D数字电桥使用说明

TH2811D数字电桥使用说明书第1章准备使用1-4 1、1开箱检查1-4 1、2电源要求1-4 1、3电源与保险丝选择1-4 1、4周围环境1-5 1、5使用测试夹具1-5 1、6预热与连续工作时间1-5 1、7仪器的其它特性1-5 第2章面板说明2-6 2、1前面板说明2-6 2、2后面板说明2-7 2、3显示区域定义2-8 第3章操作说明3-11 3、1开机3-11 3、2参数设定3-11 3、3频率设定3-12 3、4测试信号电压选择3-12 3、5信号源内阻选择3-12 3、6测量速度选择3-13 3、7等效电路方式3-13

3、7、1设置串联与并联3-13 3、7、2选择串联或并联方式3-13 3、8量程设定3-14 3、9开路清零3-15 3、10短路清零3-16 第4章基本性能指标4-17 4、1测量参数4-17 4、2等效方式4-17 4、3量程4-18 4、4测试端方式4-18 4、5测试速度4-19 4、6基本精度4-19 4、6、1影响准确度的测量参数最大值、最小值4-19 4、6、2测量速度误差因子KS4-19 4、6、3测试电平误差因子KV4-19 4、6、4测试频率误差因子KF4-20 4、7测试信号频率4-20 4、8测试信号电平4-20 4、9输出阻抗4-20 4、10测量显示范围4-20 4、11清零功能4-20 4、12量程保持4-21

本说明书所描述的可能并非仪器所有内容,深圳中仪通公司有权对本产品的性能、功能、内部结构、外观、附件、包装物等进行改进与提高而不作另行说明！由此引起的说明书与仪器不一致的困惑,可我公司进行联系3 。

电桥法原理

实验十八电桥法测电阻电桥是一种用电位比较法进行测量的仪器，被广泛用来精确测量许多电学量和非电量。在自动控制测量中也是常用的仪器之一。电桥按其用途可分为平衡电桥和非平衡电桥；按其使用的电源又可分为直流电桥和交流电桥;按其结构可分为单臂电桥和双臂电桥。本实验介绍的是直流电桥测量电阻。电阻按阻值的大小大致可分为三类：待测电阻值在１Ｍ?以上的为高阻；在1?至1M ?之间时称为中值电阻，可用单臂（惠斯登）电桥测；阻值在1?以下的为低值电阻，则必须使用双臂电桥（又称开尔文电桥）来进行测量。一实验目的（1）掌握直流电桥测电阻的原理和方法。（2）学习并掌握双臂电桥测低值电阻的方法。二实验原理用伏安法测电阻时，由于电表精度的制约和电表内阻的影响，测量结果准确度较低。于是人们设计了电桥，它是通过平衡比较的测量方法，而表征电桥是否平衡，用的是检流计示零法。只要检流计的灵敏度足够高，其示零误差即可忽略。用电桥测电阻的误差主要来自于比较，而比较是在待测电阻和标准电阻间进行的，标准电阻越准确，电桥法测电阻的精度就越高。 1．单臂（惠斯登）电桥的工作原理单臂电桥线路如图1所示，被测电阻R X (即图中 R 3)与三个已知电阻R 1、R 2、R N 、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个对角线上接电源E ，称为电桥的电源对角线。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。 A C 当 B 、D 两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流，检流计指针指零，这时电桥处于平衡状态。此时 V 0=g I D B V =于是 2 R R N 1R R X = 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为： N X R R R R 2 1= （1）电阻2 1R R 为电桥的比率臂，称为倍率k ，为比较臂。以QJ-23型箱式电桥为例，它构造精细，测量范围大(1～),精确度高(在 10～范围内精确度为)，QJ-23型惠斯登电桥面板外形如图2：1-待测电阻接线柱； 2-检流计按钮开关G ； 3-电源按钮开关B ； 4-检流计； 5-检流计调零旋钮；6-左侧3个接线柱是检流计连接端，当连接片接通“外接”时，内附检流计被接入桥路，当连接片连通“内接”时，检流计被短路； 7-外接电源接线柱，箱内为3节2号干电池，约4.5V ，使用时应注意外接电源接线柱是否应短路； 8-比率臂，即上述电桥电路中N R 610ΩΩ5 10%2.0±X R 21R R N R 的比值，直接刻在转盘上； 9-比较臂，即上述电桥电路中电阻箱(本处为四个转盘)。 2．双臂电桥测低值电阻的原理用图1所示的单臂电桥测电阻时,其中比例臂电阻R 1、R 3可用较高的电阻, 因此, 与R 1、R 3 相连的导线 7 图2 QJ-23型电桥面板图

LCR数字电桥-说明书

L C R 数字电桥 LW2812C/LW2811C 使用说明 INSTRUCTIONMANUAL LW香港龙威仪器仪表有限公司香港龙威仪器仪表有限公司使用说明书 LW2812C/LW2811C LCR数字电桥一、概述 LW2812C/LW2811C型LCR数字电桥是以微处理技术为基础的自动测量电感量L、电容量C、电阻R、品质因数Q、损耗角正切值D、品质因素Q的智能化参数测量仪器。本仪器将实用的功能，良好的性能，及便利的操作融为一体，可广泛用于工、院校等各类用户对元件参数进行精确测量。本仪器采用了先进的测量原理和五端测量技术，可以长时间精确测量而无需专门调校。为保证仪器的精确测量，可通过仪器的清“0”功能将由于测试夹所引起的杂散电容和引线电阻予以清除。二．使用前的注意事项 2.1 检查电源电压 LW2812C/LW2811C由220V±10%的交流电压（交流频率为50Hz）供电，电源插座于仪器后面板，保险丝也位于电源插座内。如果跟换保险丝清依照以下步骤进行：·使用一字型起子来撬开保险座外盖(外盖上有一小凹槽） ·装上慢融式，1A,250V保险丝。 ·再把保险座外盖装上即可。警告：为避免雷击，请使用接地交流电源插座。

警告：为避免人员伤害，在装卸保险丝时把电源线先拔除。 2.2 操作环境 LW2812C/LW2811C可正常工作的室温范围是0℃到40℃。如果超出此范围可能会使仪器出现故障。不要将仪器置在有强烈磁场或是强电场的环境下测量，因为测量的结果可能会受到影响而失去精确度。 2.3 仪器的安装和操作请放置LW2812C/LW2811C在通风良好的工作场所，以免仪器因过热而损坏。 2.4 仪器测试夹具或测试电缆应保持清洁，以保证测试件接触良好。图一LW2812C/LW2811C前面板图 (1) 电源开关控制仪器电源开或关 (2) 功能指示四年制LED指示灯，用于指示当前测量参数，L、C、R。 (3) 主参数显示五位LED数码管，用于显示L、C、R参数值。 (4) 主参数但未必指示三只LED指示灯，用于指示当前显示主参数的单位。 (5) 副参数显示四位LED数码管，用于显示D或Q值。 (6) 功能指示二只LED指示灯，用于指示当前测量副参数，D、Q。 (7) 参数键按键进行主参数选择，L、C或R。 (8) 频率键按键选择设定施加于被测元件上的测试信号频率，由三只LED指示灯进行指示。(9) 等效键按键选择仪器测量时的等效电路，有串联和并联两种。

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流 I 和电阻两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101 ~106 Q ）O 对于太小的电阻（10"6 ~101 Q 量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107Q 级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于 1惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻 R o 、R i 、R 2、 R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为电桥的“电源对角线” 。E 为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在 0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时，桥路中的电流I g -0，检流计的指针发生偏转；当 C 、D 两点之间的电位相等时，桥路中的电流I g =0，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有： I g =0 U AC =U AD 于是空二邑即R x R 2二R 0R 1 R 0 R 2 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻，因此，电桥测电阻的计算式为 R x 二邑凤二 KR 。（1） R 2 电阻R 1、R 2为电桥的比率臂，R x 为待测臂，R 为比较臂，R 。作为比较的标准，实 A 表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 [1 U CB = U DB 1 Rx = 1 R0 I R1 = I R2 1 Rx R x = 1 R1 R 1 1 R0R 0 = 1 R2 R 2

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥原理 Hessen was revised in January 2021

的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时，桥路中的电流0≠g I ，检流计的指针发生偏转；当C 、D 两点之间的电位相等时，桥路中的电流0=g I ，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有：于是 2 1 0R R R R x =即102R R R R x = 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻，因此，电桥测电阻的计算式为 002 1 KR R R R R x == （1）电阻1R 、2R 为电桥的比率臂，x R 为待测臂，0R 为比较臂，0R 作为比较的标准，实验室常用电阻箱。由(1)式可以看出，待测电阻x R 由比率值K 和标准电阻0R 决定，比值K 可以作成10n ，这是成品电桥常用的方法。检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用，只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化则电阻的测量结果与检流计的精度无关，由于标准电阻可以制作得比较精密，所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高，大大优于伏安法测电阻，这也是电桥应用广泛的重要原因。

惠斯通电桥原理

惠斯通电桥原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

交流电桥的原理和应用

交流电桥的原理和应用交流电桥是一种比较式仪器，在电测技术中占有重要地位。它主要用于测量交流等效电阻及其时间常数；电容及其介质损耗；自感及其线圈品质因数和互感等电参数的精密测量，也可用于非电量变换为相应电量参数的精密测量。常用的交流电桥分为阻抗比电桥和变压器电桥两大类。习惯上一般称阻抗比电桥为交流电桥。本实验中交流电桥指的是阻抗比电桥。交流电桥的线路虽然和直流单电桥线路具有同样的结构形式，但因为它的四个臂是阻抗，所以它的平衡条件、线路的组成以及实现平衡的调整过程都比直流电桥复杂。【交流电桥的原理】图1是交流电桥的原理线路。它与直流单电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz 以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。图1 交流电桥原理一、交流电桥的平衡条件我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd 上接入交流指零仪，另一对角线ab 上接入交流电源。当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I 0=0），cd 两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有 U ac =U ad U cb =U db 即 I 1Z 1=I 4Z 4 I 2Z 2=I 3Z 3 两式相除有 3 34 4221Z I Z I Z I Z I 1 当电桥平衡时，I 0=0，由此可得 I 1=I 2，I 3=I 4 所以 Z 1Z 3=Z 2Z 4 （1）上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘

直流单臂电桥的工作原理

直流单臂电桥的工作原理直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如上图所示，图中ac、cb、bd、da四条支路为电桥的四个臂，其中R1（RX）为被测臂，R2、R3构成比列臂，R4称为较臂。在电桥的对角线cd 上连接指零仪表（一般是检流计）另一对角线ab上连接直流电源E。在电桥投入工作时，先接通电源按钮SB，调节电桥的一个臂或几个臂的标准电阻，使检流计指针指示为零，这时，就表示电桥达到平衡。在电桥平衡时，cd两点的电位相等。则：Uac=Uad, Ucb=Udb 即：I1R1=I4R4, I2R2=I3R3 将这两式相除，得：I1R1/I2R2=I4R4/I3R3 当电桥平衡时，Ig=0 ∴I1=I2，I3=I4 代入上式得： R1R3=R2R4 上式是电桥的平衡条件。它说明：在电桥平衡时，两相对桥臂上电阻乘积等于另外两相对桥臂上电阻的乘积。根据这个关系，在已知三个臂电阻的情况下，就可确定另外一个臂的被测电阻的电阻值。设被测电阻RX是位于第一个桥臂中，则RX=R2R4/R3。图1 单臂电桥原理图R1为被测电阻R2、R3、R4为可调电阻P为检流计E为电池。单臂电桥的使用方法 1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针调到零位。 2、把被测电阻接在?的位置上。要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。 3、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。 4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。 5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指?，则需增加比较臂电阻，针指向?，则需减小比较臂电阻。 6、读取数据：比较臂比率臂=被测电阻 7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。）从而可以测量R3/R4×（R1=R2数值，当电桥平衡时有：R4、R3、R2通过电桥调节．

电桥法测电阻

实验十电桥法测电阻电桥是一种精密的电学测量仪器，可用来测量电阻、电容、电感等电学量，并能通过这些量的测量测出某些非电学量，如温度、真空度和压力等，被广泛应用在工业生产的自动控制方面。【实验目的】 ⒈ 掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和特点。 ⒉ 学会QJ19型两用直流电桥的使用。 ⒊ 了解双臂电桥测低电阻的原理和特点。【实验原理】直流电桥主要分单臂电桥和双臂电桥。单臂电桥又称惠斯登电桥，一般用来测量102 ～ 106Ω的电阻。双臂电桥又称开尔文电桥，可用来测量10-5～10-2 Ω范围的电阻。实验所用的 QJ19型电桥是单、双臂两用直流电桥。 ⒈ 惠斯登单臂电桥的工作原理惠斯登电桥的原理电路如图3-10-1所示，四个电阻1R 、2R 、3R 、和x R 称为电桥的四个臂，组成一个四边形ABCD ，对角D 和B 之间接检流计G 构成“桥”，用以比较“桥”两端的电位，当D 和B 两点的电位相等时，检流计G 指零，电桥达到了平衡状态。此时有 2211R I R I =，33R I R I x x = 由于x I I =1，23I I =因此可得 32 1 R R R R X = （3-10-1）（3-10-1）式为惠斯登电桥的平衡条件，根据1R 、2R 和3R 的大小，可以计算出待测电阻x R 的阻值，一般称1R 、2R 为比率臂，3R 为比较臂。图 3-10-1 惠斯登电桥的原理电路图

⒉ 开尔文双臂电桥的工作原理在惠斯登电桥电路中，存在着接触电阻和接线电阻，这对低电阻的测量将带来很大的误差。特别是当待测电阻的阻值与接触电阻同数量级时，测量便无法进行。在此情形下，为了获得准确的测量结果，必须采用开尔文双臂电桥进行测量。开尔文双臂电桥的电路结构如图3-10-2所示，x R 为待测电阻，S R 为低值标准电阻，1R 、2R 、内R 和外R 均为阻值较大的电阻，Y 表示联接x R 和 S R 的接线电阻（其中包括这一接线与x R 和S R 的接触电阻）它与x R ，S R 同数量级，是引起测量误差的重要因素，必须设法消除它的影响。对图中以7、2、4为顶点的△形电路变换成Y 型电路后，就可把双臂电桥变成一个惠斯登电桥，根据惠斯登电桥的平衡条件，不难得到开尔文电桥的平衡方程。 )(2 1221R R R R r R R r R R R R R S X 内外内外-++?+= (3-10-2) 不难看出，如果在电桥结构上能够做到内R =外R 和1R =2R (3-10-2)式右边的第二项为零，此时平衡方程就变成如下形式： S R R R R 1 2外= （3-10-3）实际上不可能完全做到内R =外R ，1R =2R ，但只要把r 值做得很小，(3-10-2)式右边的第二项便为二阶无限小量，此时就可以认为(3-10-3)式成立。 ⒊ 电桥的灵敏度 (3-10-1)式和(3-10-3)式是在电桥平衡条件下推导出来的，在实验中测试者是依据检流计G 的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的。然而，检流计的灵敏度是有限的。例如，选用电流灵敏度为1格/1微安的检流计做为指零仪，当通过检流计的电流小于10-7 安培时，指针图3-10-2双臂电桥的电路结构图

惠斯通电桥原理

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惠斯通电桥在实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I 和电阻两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。电桥是用比较法测量电阻的仪器。电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。对于太小的电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。 1．惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为电桥的“电源对角线”。E 为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V 之间调节。R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当C 、D 两点之间的电位不相等时，桥路中的电流0≠g I ，检流计的指针发生偏转；当C 、D 两点之间的电位相等时，桥路中的电流0=g I ，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有：于是 2 1 0R R R R x =即102R R R R x = 此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂电阻，因此，电桥测电阻的计算式为 002 1 KR R R R R x == （1）

数字电桥的使用和注意事项

数字电桥的使用和注意事项 1. 加电首先将电源线带IEC一端接到电桥左后方的IEC插座上，另一端插入合适的电源插座上，搬动电桥左后方的船形开关，即使电桥通电。通电后，显示器、量程及功能指示器随之变亮。电桥可自动置于电感、电容测量档，并联等效及1KHz 频率状态。正常情况下，内部电路加电几秒钟后即能稳定，便可进行测量。 2. 被测元件的接入方法 ⑴通常径向引线的元件可直接插入组合测试夹夹板内，而接入特殊柔性引线的元件时，应借助夹板离合器进行，该离合装置位于测试夹的正下方。 ⑵接入轴向引线元件时，为避免扭折引线，可采用轴向转接头，先把这两个配件分别插入测试夹的两端，再将其间距调正到适合元件测量的位置，然后便将轴向引线元件插入两端的配件夹内。 ⑶在轴向转接头必需相当牢固定的场合，如在测量大量的同类元件时，需采用支撑板。安装支撑板：首先把轴向转接头调整到适当的位置上，然后将支撑板悬置于轴向转接头上方，让每个轴向转接头穿过支撑板上的槽缝，放好支撑板，将固定螺钉对准电桥面板上的螺孔，最后上紧螺钉。注意：安装时不易将螺钉拧得过紧。注意：本电桥虽能够对充电电容接入测试进行防护，但最好应将充电电容经适当电阻放电后才进行测量。 3.控制按键的操作控制装置由6个接键构成，分上下两排于仪器面板右上方，图1-37所示。上排每个按键配有一支红色（LED）发光二极管，按动一下发出红光表示该功能有效。下排每个按键配有两支红色（LED）发光二极管，这些红色发光二极管分别用来指示各功能按键控制状态。按动任一按键，如果是上方的LED亮，要改变此状态，需重新再按一下，就换为下方的LED亮。下面对各按键功能作说明：

电桥法测电阻

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3 实验十二用电桥法测电阻［实验目的］ 1.研究直流惠斯登电桥的平衡条件。 2.学会用直流电桥的平衡法测电阻。 3.掌握用换位测量法减小系统误差的方法。 4.掌握板式和箱式惠斯登电桥的使用方法。 5.了解箱式双臂电桥（开尔文电桥）测低电阻的方法。［实验原理］ 1.惠斯登电桥测电阻惠斯登电桥是一种精密测量电阻的常用仪器。以往我们所知道的用伏-安法测电阻、用万用表(欧姆表)测电阻都只是一种粗略测量电阻阻值的方法，其相对误差一般都在百分之几以上。原因是在上述这些测量中电表本身的非理想化，(所谓电表的理想化是指：电压表内阻应无穷大，电流表内阻应等于0。)就会给测量带来附加的误差。为了减小这种由于电表非理想化所带来的测量误差，惠斯登就专门设计了一种用于测量电阻的电路──惠斯登电桥。在这个电路中，只要想办法使电流表(检流计)两端电势相等，则通过电表的电流就可以为零。这种情况就称为“电桥平衡”。根据电桥平衡所需满足的关系，我们就可精确地测量电阻了。 (1)惠斯登电桥的测量原理如下当1R 、2R 、3R 、4R 电阻和检流计等连成如图4-12-1所示电路后，若A 点比B 点具有较高电势时，就会有电流从A 点向B 点方向流动。而从A 点向B 点方向的电流在1R 、3R 两电阻上分为两支，然后通过2R 和4R 又使电流汇于一点。这时假定C 、D 两点电势恰好相等、通过检流计G 的电流恰好为零，设通过ACB 路的电流为1I ，通过ADB 路的电流为2I ，则应有关系： ?? ?==4 2213 211R I R I R I R I (4-12-1) 将式(4-12-1)上下相除，得： 4 3 21R R R R = (4-12-2) 式(4-12-2)表示电桥平衡时，图4-12-1中上边左、右两电阻的阻值与下边左、右两电阻的阻值对应成比例。这就是电桥平衡(即C 、D 间电势相等、CD 间电流为零)的充分必要条件。根据式(4-12-2)的关系，若已知电桥4个电阻其中的任意3个电阻的阻值，则第4个

平衡电桥原理

平衡电桥原理图1 平衡电桥电路原理图电阻变量的测量电桥，结构简单，具有灵敏度高，测量范围宽，线形度好，精度高和容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求，是目前最多最广泛的一种测量电路。上图所示为一直流供电的平衡电桥。A,B,C,D 为电桥顶点，它的四个桥臂由R1、R2、R3、R4的四个电阻组成（其中任一个电阻可以是应变片，即热敏电阻），AC 两端为输入口接直流电源，BD 两端为电桥输出。当电桥输出端BD 接到一个无穷大负载电阻（实际上只要大到一定数值即可）上时，可以认为输出端开路，这时直流电桥称为电压桥。从ABC 半个桥看，流经R1的电流 R1两端压降： R3两端压降： AC 112U I R R =+1AB 11AC 12R U I R U R R ==+3AD AC 34 R U U R R =+

电桥输出电压：由上式可知，当R1R4=R2R3时，则电桥U0=0,则称电桥处于平衡状态。设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为ΔR 1、ΔR 2、ΔR 3、ΔR 4则电桥的输出电压为：（精确公式）若将平衡条件R1R4=R2R3代入上式，并考虑ΔR 1 < R1略去高阶微量，则电桥的输出电压为： (近似公式）在这个平衡电桥中由热敏电阻作为我们温度设计信号的来源，当它受到不同温度时会经过整个平衡电桥来使输出电压发生变化。实现温度的检测与电压转换。 14230AB AD AC 1234R R R R U =U U U (R R )(R R ) --=++114422330AC 11223344(R R )(R R )(R R )(R R )U U (R R R R )(R R R R )+?+?-+?+?=+?++?+?++?3121240AC 2121234 R R R R R R U U ()(R R )R R R R ????=--++