什麼是電橋

一種用比較法對電參量進行精確測量的儀器。電橋分為直流電橋和交流電橋兩類,其測量準確度和靈敏度都很高,在電磁測量中應用極為廣泛。

直流電橋

用於測量電阻。根據結構的不同特點,又可分為惠斯通電橋和開爾文電橋兩種。前一種適用於測量中值電阻(1~106歐),後一種適用於測量低值電阻(1歐以下)。

惠斯通電橋

又稱單電橋,其原理性電路如圖1所示。R1、R2、R4、RX為電橋的四個橋臂,RX是被測電阻;平衡指示器D為較靈敏的檢流計。測量中調節R4,使指示器D指零,此時電橋平衡,滿足條件RXR2=R1R4。若電橋有三個橋臂R1、R2、R4為已知,則可以求得未知電阻。RX的測量誤差取決於比率R1/R2和R4的誤差。

什麼是電橋
什麼是電橋 第2張

開爾文電橋

又稱雙電橋。它可以消除接線電阻和被測電阻與電橋相連處的接觸電阻所引起的誤差。因而可以測量低電阻。它的原理性電路如圖2所示。R1和R2是主要比率臂電阻,R3和R4是輔助比率臂電阻,R是粗接線電阻。當電橋平衡時,滿足條件

什麼是電橋 第3張
。設計中使R1/R2=R3/R4,就可以根據這個平衡條件計算出待測電阻。為了減小誤差,應使各橋臂電阻R1、R2、R3和R4較大(>10歐),而連接被測電阻RX與比較電阻Rs間的導線電阻R要儘量小。

交流電橋

可精確測量電容器的電容和線圈的電感損耗、 還可測量交流電的頻率和電器的品質因數(Q值)。交流電橋的原理性電路如圖3所示。交流電橋一般用 1000赫的音頻電源,指示器可用耳機。當指示器指示的電流等於零時,電橋達到平衡,滿足平衡條件 |Z1|·|Z4|=|Z2|·|Z3|和φ1+φ4=φ2+φ3。兩個條件説明電橋平衡時,相對兩橋臂上阻抗模|Z|的乘積等於另外相對兩橋臂上阻抗模之乘積;相對兩橋臂上阻抗幅角 φ之和等於另外相對兩臂上阻抗幅角之和。第二個條件表明,要使電橋平衡,如相鄰兩臂接入電阻時,則另外相鄰二臂也必須同接電容或同接電感,稱為電容電橋,如圖 4所示;而相對兩臂接入電阻時,則其他相對二臂必須一接電感,一接電容,稱為電感電橋,如圖5所示。根據平衡條件可由已知的三個橋臂的電參量求得未知橋臂的電參量。

什麼是電橋 第4張
什麼是電橋 第5張
什麼是電橋 第6張

除去上述兩種交流電橋外,常用的還有變壓器電橋等交流電橋。