单臂电桥的定义
惠斯通电桥(又称单臂电桥)是一种可以精确测量电阻的仪器。通用的惠斯通电桥电阻R1,R2,R3,R4叫做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。
当G无电流通过时,称电桥达到平衡。平衡时,四个臂的阻值满足一个简单的关系,利用这一关系就可测量电阻。
惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路,这四个电阻分别叫做电桥的桥臂,惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化,单片机采集可变电阻两端的电压然后处理,就可以计算出相应的物理量的变化,是一种精度很高的测量方式。
单臂电桥的原理图
通过电桥调节R2、R3、R4 数值,当电桥平衡时有: R=R2X (R3/R4) 从而可以测量出被测电阻。从图可以看出: Ri 被测电阻包括了引线电阻和接触面接触电阻,故实际电阻应减去引线电阻和接触面接触电阻,被测电阻越小,引线的误差越大,所以单臂电桥常用来测量1欧以上的电阻,般量程为1~99990 欧。对于开关接触电阻一般在微欧级,不宜使用此电桥,因为引线电阻为毫欧级,无法测量,此时可以使用双臂电桥。。
单臂电桥的使用方法
1、使用前,先把检流计的锁扣打开,并调节调零器把指针调到零位。
2、估计被测电阻近似值,然后参照说明书上的表格选择适当的比例臂(倍率),使比例臂可调电阻的各档能够充分利用,以提高其精度。
3、接入电阻时,应选择较粗较短的连接导线,并将接头拧紧,尽量提高测量精度。
4、在测量电感电路的电阻,如电机、变压器等)时,应先接通电源按钮,后接通检流计按钮,后接通检流计按钮。测量结束后,应先断开检流计按钮,再断开电源按钮,以免线圈的自感电动势损坏检流计
5、电桥电路接通后,如检流计指针向“+ ”的方向偏转,应增加比较臂的电阻;反之,如指针向“一”的方向偏转,则应减小比较臂的电阻。反复调节比较臂电阻使指针指向零位为止。读出刻度盘电阻值再乘以倍率,即为所测电阻值。
6、电桥使用完毕后,应立即将检流计的锁扣锁上,以免在搬动过程中,将悬丝震坏。
7、电池电压偏低会影响电桥的灵敏度,所以如发现电池电压偏低时应及时调换。当采用外接电源时,必须注意极性,且勿使电压超过规定值,否则可能烧坏桥臂电阻。
单臂电桥的使用注意事项
1、测试前,应当尽量准确地初测被测电阻的数值,这是保护检流计的重要措施;
2、根据被测电阻的初测值,正确调整调节比较臂旋钮和比率臂旋钮,以保证测量结果有四位数的精确度;
3、检流计一般都有调零旋钮,使用前应先进行机械调零。有的检流计的指针带有锁定装置,不用时将指针锁定,以免指针无谓的摆动,以致缩短使用寿命对这样的检流计,使用前应先解除锁定,指针才能自由摆动。用完后,再把指针锁定;
4、在接通电源时,务必先按“B”键,再按“G”键,测量后,要先断开“G”键,在断开“B”键,这是在测量带有一定电感性的电阻时,使用电桥的一项基本原则;
5、在调整比较臂旋钮时,一定要从低档位开始,然后再调高一档。切不可先调高档位。
单臂电桥的应用
惠斯通电桥是一种检测电路,虽然它的结构简单 ,但它的准确度和灵敏度都比较高,在医学诊断和检测仪器中有广泛的应用。
惠斯通电桥的测量灵敏度在科学研究,生产应用中都具有重大意义。惠斯通电桥在当代科学测量中的应用非常广泛,同时也广泛地被应用在自动控制中。
惠斯通电桥也广泛应用在称重检测元件上等。
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