电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。由于它测试灵敏,测量准确,使用方便,所以得到广泛应用。电桥有直流和交流之分,直流电桥主要用于测量电阻。直流单电桥常称惠斯登电桥,用于1~106W范围中值电阻测量;直流双电桥常称开尔文电桥,用于10-3~1W范围低值电阻测量。交流电桥除测电阻外,还可以测量电容、电感等电学量。通过传感器,还可以测定量一些非电学量,如温度、压力等,在非电量电测方法中有广泛应用。

 

一、电桥法测电阻的原理

直流单电桥测量电阻的原理,由精密电阻箱表示的标准电阻Ra、Rb、R及待测电阻Rx构成四边形,每一边称电桥的一个臂。对角点A、C与B、D分别接电源E支路和检流计G支路,接有检流计的对角线BD称之为“桥”。

当接通电源开关S和检流计开关G时,检流计有电流通过,但当调节四个桥臂到适当值时,检流计无电流通过,此时称“电桥平衡”。于是B、D两点电势相等,即流过Ra和R的电流相同,流过Rb和Rx的电流相同。

从而有以下关系式:

电桥法测电阻的原理1

两式相除得,

电桥法测电阻的原理2

热电阻温度传感器特性实验”中用电桥法测铜电阻(Cu50)的电路图也这样,但检流计G由数字万用表的直流电压表(200mV)档代替,铜电阻Rx在加温过程中电阻值随温度而变化,所以要不断调节电阻箱R,使直流电压表(200mV)示值为0或接近0时立即记录电阻箱R的值,由Ra、Rb、R计算Rx的值。实验中Ra、Rb由二个等值电阻元件,或电位器(变阻器)组成,电位器阻值大小用数字万用表测量。

 

二、电桥法测电阻误差原因

1、人为误差,电桥错使档位、方法错误。

2、电源电压过低、检流计灵敏度过低、使用交流电源测电阻。

3、电桥法测电阻消除了原理误差,误差原因有:测量工具引起的系统误差和测量者引起的偶然误差。

电桥法测电阻误差原因