交流电桥测电阻的原理和应用
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
3442
21Z 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
积相等。 由于直流放大器的零点漂移和信噪比不高的问题不易解决 所以 目前应变仪主要采用交流电桥 、载波放大的型式 ,而不采用直流 电桥和直流放大的型式。
由图1可知，若第一桥臂由被测阻抗Z x 构成，则
Z x =
3
2Z Z Z 4
当其他桥臂的参数已知时，就可决定被测阻抗Z x 的值。
二、交流电桥平衡的分析
下面我们对电桥的平衡条件作进一步的分析。 在正弦交流情况下，桥臂阻抗可以写成复数的形式 Z=R+jX=Ze j φ
若将电桥的平衡条件用复数的指数形式表示，则可得 Z 1e j φ1·Z 3e j φ3=Z 2e j φ2·Z 4e j φ4 即 Z 1·Z 3 e j(φ1+φ3)=Z 2·Z 3 e j(φ2+φ4)
根据复数相等的条件，等式两端的幅模和幅角必须分别相等，故有
上面就是平衡条件的另一种表现形式，可见交流电桥的平衡必须满足两个条件：一是相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等；二是相对桥臂上阻抗幅角之和相等。
由式（2）可以得出如下两点重要结论。 1、交流电桥必须按照一定的方式配置桥臂阻抗
如果用任意不同性质的四个阻抗组成一个电桥，不一定能够调节到平衡，因此必须把电桥各元件的性质按电桥的两个平衡条件作适当配合。
在很多交流电桥中，为了使电桥结构简单和调节方便，通常将交流电桥中的两个桥臂设计为纯电阻。
由式（2）的平衡条件可知，如果相邻两臂接入纯电阻，则另外相邻两臂也必须接入相同性质的阻抗。例如若被测对象Z x 在第一桥臂中，两相邻臂Z 2和Z 3（图1）为纯电阻的话，即φ2=φ3=0，那么由（2）式可得：φ4=φx ，若被测对象Z x 是电容，则它相邻桥臂Z 4也必须是电容；若Z x 是电感，则Z 4也必须是电感。
如果相对桥臂接入纯电阻，则另外相对两桥臂必须为异性阻抗。例如相对桥臂Z 2和Z 4
为纯电阻的话，即φ2=φ4=0，那么由式（2）可知道：φ3=-φx ；若被测对象Z x 为电容，则它的相对桥臂Z 3必须是电感，而如果Z x 是电感，则Z 3必须是电容。
2、交流电桥平衡必须反复调节两个桥臂的参数
在交流电桥中，为了满足上述两个条件，必须调节两个桥臂的参数，才能使电桥完全达到平衡，而且往往需要对这两个参数进行反复地调节，所以交流电桥的平衡调节要比直流电桥的调节困难一些。
三、交流电桥的常见形式
交流电桥的四个桥臂，要按一定的原则配以不同性质的阻抗，才有可能达到平衡。从理论上讲，满足平衡条件的桥臂类型，可以有许多种。但实际上常用的类型并不多，这是因为：
(2)
（1）桥臂尽量不采用标准电感，由于制造工艺上的原因，标准电容的准确度要高于标准电感，并且标准电容不易受外磁场的影响。所以常用的交流电桥，不论是测电感和测电容，除了被测臂之外，其它三个臂都采用电容和电阻。本实验由于采用了开放式设计的仪器，所以也能以标准电感作为桥臂，以便于使用者更全面地掌握交流电桥的原理和特点。
（2）尽量使平衡条件与电源频率无关，这样才能发挥电桥的优点，使被测量只决定于桥臂参数，而不受电源的电压或频率的影响。有些形式的桥路的平衡条件与频率有关，这样，电源的频率不同将直接影响测量的准确性。
（3）电桥在平衡中需要反复调节，才能使幅角关系和幅模关系同时得到满足。通常将电桥趋于平衡的快慢程度称为交流电桥的收敛性。收敛性愈好，电桥趋向平衡愈快；收敛性差，则电桥不易平衡或者说平衡过程时间要很长，需要测量的时间也很长。电桥的收敛性取决于桥臂阻抗的性质以及调节参数的选择。所以收敛性差的电桥，由于平衡比较困难也不常用。
下面将介绍几种常用的交流电桥。
（一）、电容电桥
电容电桥主要用来测量电容器的电容量及损耗角，为了弄清电容电桥的工作情况，首先对被测电容的等效电路进行分析，然后介绍电容电桥的典型线路。
1、被测电容的等效电路
实际电容器并非理想元件，它存在着介质损耗，所以通过电容器C 的电流和它两端的电压的相位差并不是90°，而且比90°要小一个δ角就称为介质损耗角。具有损耗的电容可以用两种形式的等效电路表示，一种是理想电容和一个电阻相串联的等效电路，如图2a 所示；一种是理想电容与一个电阻相并联的等效电路，如图3a 所示。在等效电路中，理想电容表示实际电容器的等效电容，而串联（或并联）等效电阻则表示实际电容器的发热损耗。
图 2（a ）有损耗电容器的串联等效电路图 （b ） 矢量图
图2b 及图3b 分别画出了相应电压、电流的相量图。必须注意，等效串联电路中的C 和R 与等效并联电路中的C ˊ、Rˊ是不相等的。在一般情况下，当电容器介质损耗不大时，应当有C≈Cˊ,R≤Rˊ。所以，如果用R 或Rˊ来表示实际电容器的损耗时，还必须说明它对于哪一种等效电路而言。因此为了表示方便起见，通常用电容器的损耗角δ的正切tanδ来表示它的介质损耗特性，并用符号D 表示，通常称它为损耗因数，在等效串联电路中
D=tgδ= = =ωCR
U R
U C
U
U
U
C =j ωc I C R
U U C
I IR
图3（a ）有损耗电容器的并联等效电路 （b ）矢量图 在等效的并联电路中
D=tgδ= = =
应当指出，在图2b 和图3b 中，δ=90°-φ对两种等效电路都是适合的，所以不管用哪种等效电路，求出的损耗因数是一致的。
2、测量损耗小的电容电桥（串联电阻式）
图 4 串联电阻式电容电桥 图 5 并联电阻式电容电桥
图4为适合用来测量损耗小的被测电容的电容电桥，被测电容C x 接到电桥的第一臂，等效为电容Cx ′和串联电阻R x ′,其中R x ′表示它的损耗；与被测电容相比较的标准电容C n 接入相邻的第四臂，同时与C n 串联一个可变电阻R n ，桥的另外两臂为纯电阻R b 及R a ，当电桥调到平衡时，有
（R x + ）R a =(R n + )R b
令上式实数部分和虚数部分分别相等
R x R a =R n R b
Cx Ra
=
Cn
Rb
最后看到 R x =a b R R R n (3) C x =
b
a R R C n
(4)
由此可知，要使电桥达到平衡，必须同时满足上面两个条件，因此至少调节两个参数。如果改变R n 和C n ，便可以单独调节互不影响地使电容电桥达到平衡。通常标准电容都是做成固定的，因此C n 不能连接可变，这时我们可以调节R a /R b 比值使式（4）得到满足，但调节R a /R b 的比值时又影响到式（3）的平衡。因此要使电桥同时满足两个平衡条件，必须对R n 和R a /R b 等参数反复调节才能实现，因此使用交流电桥时，必须通过实际操作取得经验，才能迅速获得电桥的平衡。电桥达到平衡后，C x 和R x 值可以分别按式（3）和式（4）计算，其被测电容的损耗因数D 为
D=tg δ=ωC x R x =ωC n R n (5)
3、测量损耗大的电容电桥（并联电阻式）
假如被测电容的损耗大，则用上述电桥测量时，与标准电容相串联的电阻R n 必须很大，
C
R
I I U
C R U
'ω'R C 1
'
'ωCx
j 1
ωCn
j 1
ω
这将会降低电桥的灵敏度。因此当被测电容的损耗大时，宜采用图5所示的另一种电容电桥的线路来进行测量，它的特点是标准电容C n与电阻R x是彼此并联的，则根据电桥的平衡条件可以写成
R b〔〕=R a〔〕
整理后可得
C x=C n (6)
R x=R n(7)
而损耗因数为
D=tgδ= = (8)
交流电桥测量电容根据需要还有一些其他形式，可参见有关的书籍。
（二）、电感电桥
电感电桥是用来测量电感的，电感电桥有多种线路，通常采用标准电容作为与被测电感相比较的标准元件，从前面的分析可知，这时标准电容一定要安置在与被测电感相对的桥臂中。根据实际的需要，也可采用标准电感作为标准元件，这时`标准电感一定要安置在与被测电感相邻的桥臂中，这里不再作为重点介绍。
一般实际的电感线圈都不是纯电感，除了电抗X L=ωL外，还有有效电阻R，两者之比称为电感线圈的品质因数Q。即
Q=
R
L
ω
下面介绍两种电感电桥电路，它们分别适宜于测量高Q值和低Q值的电感元件。
1、测量高Q值电感的电感电桥
测量高Q值的电感电桥的原理线路如图6所示，该电桥线路又称为海氏电桥。
电桥平衡时，根据平衡条件可得
（R X+jωL X）〔R n+ 〕=R b R a
简化和整理后可得
L X=
R X=
由式（9）可知，海氏电桥的平衡条件是与频率有关的。因此在应用成品电桥时，若改用外接电源供电，必须注意要使电源的频率与该电桥说明书上规定的电源频率相符，而且电源波形必须是正弦波，否则，谐波频率就会影响测量的精度。
用海氏电桥测量时，其Q值为
Q=
Rx
L
ω
=
CnRn
1
ω
（10）
由式（10）可知，被测电感Q值越小，则要求标准电容C n的值越大，但一般标准电容的容量都不能做得太大，此外，若被测电感的Q值过小，则海氏电桥的标准电容的桥臂中所串的R n也必须很大，但当电桥中某个桥臂阻抗数值过大时，将会影响电桥的灵敏度，可
(9)
Cn
j
1
ω
2
a
b
)
CnRn
(
1
Cn
R
R
ω
+
2
2
a
b
)
CnRn
(
1
)
Cn
(
Rn
R
R
ω
+
ω
b
a
R
R
a
b
R
R
CxRx
1
ωCnRn
1
ω
Cx
j
Rx
1
1
ω
+
Cn
j
Rn
1
1
ω
+
见海氏电桥线路是宜于测Q 值较大的电感参数的，而在测量Q ＜10的电感元件的参数时则需用另一种电桥线路，下面介绍这种适用于测量低Q 值电感的电桥线路。
图 6 测量高Q 值电感的电桥原理 图 7 测量低Q 值电感的电桥原理 2、测量低Q 值电感的电感电桥
测量低Q 值电感的电桥原理线路如图7所示。该电桥线路又称为麦克斯韦电桥。 这种电桥与上面介绍的测量高Q 值电感的电桥线路所不同的是：标准电容的桥臂中的C n 。和可变电阻R n 是并联的。
在电桥平衡时，有
（R X +jωL X ）〔 〕=R b R a
相应的测量结果为
L X =R b R a C n
R x =
R a
被测对象的品质因数Q 为
Q=
Rx
Lx ω=ωR n C n (12)
麦克斯韦电桥的平衡条件式（11）表明，它的平衡是与频率无关的，即在电源为任何频率或非正弦的情况下，电桥都能平衡，所以该电桥的应用范围较广。但是实际上，由于电桥内各元件间的相互影响，所以交流电桥的测量频率对测量精度仍有一定的影响。
（三）、电阻电桥
测量电阻时采用惠斯登电桥，见图8。可见桥路形式与直流单臂电桥相同，只是这里用交流电源和交流指零仪作为测量信号。
当检流计G 平衡时，G 无电流流过，cd 两点为等电位，则：
I 1= I 2，I 3= I 4
下式成立： I 1R 1=I 4R 4
I 2R 2 =I 3R 3
于是有
=
所以
R X =3
4R R ·R 2 即R X =
a
n R R ·R b
Cn
j Rn
1
1
ω+(11)
3
4R R 2
1R R n b
R R
由于采用交流电源和交流电阻作为桥臂，所以测量一些残余电抗较大的电阻时不易平衡，这时可改用直流电桥进行测量。
图8 交流电桥测量电阻
【实验仪器】
DH4505型交流电路综合实验仪
【实验内容】
实验前应充分掌握实验原理，接线前应明确桥路的形式，错误的桥路可能会有较大的测量误差，甚至无法测量。
由于采用模块化的设计，所以实验的连线较多。注意接线的正确性，这样可以缩短实验时间；文明使用仪器，正确使用专用连接线，不要拽拉引线部位，这样可以提高仪器的使用寿命。
交流电桥采用的是交流指零仪，所以电桥平衡时指针位于左侧0位。
实验时，指零仪的灵敏度应先调到较低位置，待基本平衡时再调高灵敏度，重新调节桥路，直至最终平衡。
1、交流电桥测量电容
根据前面实验原理的介绍，分别测量两个C x电容，其中的一个为低损耗的电容，另一个为有一定损耗的电容。试用合适的桥路测量电容的电容量及其损耗电阻，并计算损耗。
2、交流电桥测量电感
根据前面实验原理的介绍分别测量两个L x电感，其中的一个为低Q值的空心电感，另一个为有较高Q值的铁心电感。试用合适的桥路测量电感的电感量及其损耗电阻，并计算电感的Q值。
3、交流电桥测量电阻
用交流电桥测量不同类型和阻值的电阻，并与其他直流电桥的测量结果相比较。
4、其他桥路实验
交流电桥还有其他多种形式，有兴趣的同学可以自己进行实验，仪器的配置可以支持完成这些实验。
附加说明：在电桥的平衡过程中，有时的指针不能完全回到零位，这对于交流电桥是完全可能的，一般来说有以下原因：
（1）、测量电阻时，被测电阻的分布电容或电感太大。
（2）、测量电容和电感时，损耗平衡（R n）的调节细度受到限制，尤其是低Q值的电感或高损耗的电容测量时更为明显。另外，电感线圈极易感应外界的干扰，也会影响电桥的平衡，这时可以试着变换电感的位置来减小这种影响。
（3）、用不合适的桥路形式测量，也可能使指针不能完全回到零位。
（4）、由于桥臂元件并非理想的电抗元件，所以选择的测量量程不当，以及被测元件的电抗值太小或太大，也会造成电桥难以平衡。
（5）、在保证精度的情况下，灵敏度不要调的太高，灵敏度太高也会引入一定的干扰。
【思考题】
1、交流电桥的桥臂是否可以任意选择不同性质的阻抗元件组成？应如何选择？
2、为什么在交流电桥中至少需要选择两个可调参数？怎样调节才能使电桥趋于平衡？
3、交流电桥对使用的电源有何要求？交流电源对测量结果有无影响？
【实验数据举例】
1、串联电阻式测量电容
按图4连线，选择C X 0.1μF 进行实验。 根据公式：
R x =a b R R R n C x =
b
a R R C n
选择R a 为1K Ω，选C n 为0.1μF, 调节R b 和R n 使检流计指示最小，可见这时R b 也该在1K Ω左右。注意：应先将灵敏度调小使指针在表头的刻度的60%范围内，再调节R b 和R n 使检流计指示最小，直至灵敏度最高，而指针指示最小，这时电桥已平衡。
再根据公式计算出C x 、R x 、D
也可根据公式选择其他档的C n 、R a 测量，但是，C n R n 的选择必须满足： D=tg δ=ωC n R n 的条件（因为C n 最大只有1μF ，R n 最大只有21K Ω）。 实测一组数据如下：
测C X 0.1μF ，频率f=1000Hz ，选R a 为1K Ω，C n 为0.1μF,测量结果为： R b =997Ω，R n =30Ω 计算结果为：
R x =a b R R R n =0.997×60=30Ω C x =
b
a R R C n =0.01003μF
D=ωC n R n =2×3.14×1000×0.1μF ×30Ω=0.018
2、并联电阻式测量电容
按图5连线，选择C X 1μF 进行实验 根据公式：
R x = R n C x = C n
选择R a 为1K Ω，选C n 为1μF, 调节R b 和R n 使检流计指示最小，可见值这时R b 也该在1K Ω左右。调节平衡的过程与串联电阻式测量电容时相同。
再根据公式计算出C x 、R x 、D ，也可根据公式选择其他档的C n 、R a 测量，
CnRn
1 a b
R R b a R R
但是，C n R n 的选择必须满足D=tg δ= 这个公式的条件。
实测一组数据如下：
测C X 1μF ，频率f=1000Hz ，选R a 为1K Ω，C n 为1μF,测量结果为： R b =1036Ω，R n =9.8k Ω 计算结果为： R x =a b R R R n =1.036×820Ω=849Ω C x =
b
a R R C n =0.0965μF
D= = =0.19
3、串联电阻式测量高Q 电感
按图6连线，选择L X 10mH 进行实验 根据公式：
L X =
R X =
选择R a 为100Ω，选C n 为0.1μF, 调节R b 和R n 使检流计指示最小，可见值
这时R b 也该在1K Ω左右。调节平衡的过程与串联电阻式测量电容时相同。
再根据公式计算出L x 、R x 、Q
也可根据公式选择其他档的C n 、R a 测量，但是，C n R n 的选择必须满足：
Q=
Rx
L ω=
CnRn
1ω这个公式的条件。
实测一组数据如下：
测L X 10mH ，频率f=1000Hz ，选R a 为100Ω，C n 为0.1μF ，测量结果为： R b =987Ω，R n =150Ω 计算结果为：
L X = = 0.00978H=9.78 mH
R X = = 5.79Ω
Q=
Rx
L ω=
CnRn
1ω = 10.6
4、并联电阻式测量低Q 电感
按图7连线，选择L X 为1mH 进行实验 根据公式：
2a b )
CnRn (1Cn
R R ω+22
a b )
CnRn (1)
Cn (Rn R R ω+ωCnRn
1
ωΩ
?μ???8201100014.321
F 2a b )
CnRn (1Cn
R R ω+=+2)
0942.0(100987.022
a b )CnRn (1)
Cn (Rn R R ω+ω=+??2)
0942.0(128
.60942.078.9=ω+ω
?ω?2)(1CnRn RnCn Cn R R a b =0942
.01
L X =R b R a C n R x =
R a
选择R a 为100Ω，选C n 为0.01μF, 调节R b 和R n 使检流计指示最小，可见值
这时R b 也该在1K Ω左右。调节平衡的过程与串联电阻式测量电容时相同。
再根据公式计算出L x 、R x 、Q ，也可根据公式选择其他档的C n 、R a 测量，但是，C n R n 的选择必须满足
Q=
Rx
Lx ω=ωR n C n
实测一组数据如下：
测L X 1mH ，频率f=1000Hz ，选R a 为100Ω，C n 为0.01μF ，测量结果为： R b =920Ω，R n =6.2k Ω 计算结果为：
L X =R b R a C n =0.92 mH
R x =
R a =14.8Ω Q=Rx
Lx
ω=ωR n C n =0.39
以上实验过程仅供参考，具体实验过程应在实验老师的指导进行。
n b R R n b
R R
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
PC36C直流电阻测试仪.doc
PC36C 直流电阻测试仪 使 用 说 明 书 邢台龙嘉电子设备科技有限公司
一、用途 PC36C直流低电阻测试仪是一种由高稳定精密恒流源、带自校的高精度数字电压表和CPU 微处理器组成的 5 位半台式数字式直流电阻测试仪，其测量结果用 6 位 VFD荧光显示。该仪 器具有价格低廉、测量精度高、性能稳、使用方便等特点，它适用于测量各种电线、电缆的 电阻值、各类线圈、电动机、变压器绕组的电阻，特别是具有自校功能（用户备用BZ3 标准 电阻，就可以校准），提高仪器的精度，省去了操作人员的送检时间。因此该仪器广泛应用工 厂、科研单位的工作场地和实验室。 二、技术指标 2．1使用条件： 2．1．1 环境温度： 20±15℃（校准温度： 20±1℃） 2．1．2 相对湿度：不大于75％RH 2．1．3 供电电源： 220V±10%， 50Hz± 1Hz 2．1．4 无剧烈震动和机械冲击 2．1．5 环境周围无强电磁场干扰 2．1．6 空气中不含腐蚀气体、灰尘和有害杂质 2．1．7 通风条件良好 2．1．8 总技术指标 型号PC36c直流低电阻测试仪 测量范围μ Ω-200Ω七档量程 最小分辨力μ Ω 量程测量范围分辨力测试电流（可换向）准确度等级电流倍率 200 μΩμ Ωμ Ω± 10A % 1/ 2 mΩΩμ Ω± 10A % 1/ 20 mΩΩ0. 1 μΩ±1A % 1/ 200 mΩΩ1μΩ±% 1/ 2ΩΩ10μΩ±% 1/ 20ΩΩ100μΩ± 1 mA % 1/ 200ΩΩ1mΩ±% 1/ 显示5? 荧光显示 电源220V 供电功耗 25W 尺寸(W)450 mm×(H) 150 mm×(D) 400mm
交流电桥实验报告
[标签:标题] 篇一：交流电桥测电容和电感 实验二十八交流电桥测电容和电感 交流电桥与直流电桥相似，也由四个桥臂组成。但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻，还包括电容或电感以及互感等。由于交流电桥的桥臂特性变化繁多，因此它测量范围更广泛。交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外，还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。当电桥的平衡条件与频率有关时，可用于测量交流电频率等。交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。 一、实验目的 1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法． 2．自组交流电桥测量电感、电容及损耗． 3．学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容． 二、仪器与用具 低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电感线圈，电阻，数字电桥，开关等． 实验原理 1．交流电桥平衡条件 交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂Z1，Z2，Z3，Z4通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电 感或它们的组合)，ab间接交流电源E，cd间接交流平衡指示器D(毫伏表或示波器等)． 电桥平衡时，c、d两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件： ~~~~Z1Z3=Z2Z4 (28.1) ~~~~ 利用交流电桥测量未知阻抗ZX (ZX=Z1)的 过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足 的过程．一般来说，ZX包含二个未知分量，实际 上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数 平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这 意味着要测量ZX，电桥各臂阻抗参数至少要有两 个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作 适当配置．图28—1 2．桥臂配置和可调参数选取的基本原则 在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测Zx外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容)与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则． (1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上．~~~~~~ (2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置．
直流电阻测试仪使用说明及注意事项样本
直流电阻测试仪使用说明及注意事项 1 2020年4月19日
直流电阻测试仪使用方法及注意事项 一、概述 变压器绕组的直流电阻测试是变压器在交接、大修和改变分接开关后，必不可少的试验项目。在一般情况下，用传统的方法（电桥法和压降法）测量变压器绕组以及大功率电感设备的直流电阻是一项费时费工的工作。为了改变这种状况，缩短测量时间以及减轻测试人员的工作负担，本公司开发了直流电阻快速测试仪（以下简称直阻仪）。它采用全新电源技术，具有性能稳定，测量迅速、体积小巧、使用方便、测量精度高，数据重复性好等特点。是测量变压器绕组以及大功率电感设备直流电阻的理想设备。 2 2020年4月19日
二、使用方法 1、测量前准备 首先将电源线以及地线可靠连接到直阻仪上，然后把随机附带的测试线连接到直阻仪面板与其颜色相对应的输入输出接线端子上，将测试线末端的测试钳夹到待测变压器绕组两端，并用力摩擦接触点，以确保接触良好。接线方法如图1 图1 打开电源开关，显示屏显示如图2界面 3 2020年4月19日
图2 直阻仪提供了几种不同的测量电流，您能够根据需要按“▲”和“▼”键进行选择，请注意每种测量电流的最大测量范围，以免出现所测绕组直流电阻大于所选电流的最大测量范围，使测量开始后电流达不到预定值，导致直阻仪长时间处于等待状态（详细的技术参数请参见技术指标一节）。“查看”键用于查看和打印已经存储的测量数据。（详见“数据的查看和处理”）。选择好测量方式和测量电流后，按“测量”键开始整个测量过程。 2、开始测量： 直阻仪在按下“测量”键后开始对被测绕组充电，并显示如图3界面 4 2020年4月19日
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理和应用 直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标 准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）。它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。【实验目的】 本实验采用FQJ型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以下内容： 1．直流单臂电桥（惠斯登电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； 2．非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法； 3．根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法及非平衡电桥功率输出法测电阻； 4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义。 【实验仪器】 1. FQJ型教学用非平衡直流电桥； 2. FQJ非平衡电桥加热实验装置。 【实验原理】
FQJ 型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，非平衡直流电桥，上节我们已经对单臂电 桥有所了解，下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍。 图1 非平衡电桥原理图 1．非平衡电桥桥路输出电压 非平衡电桥原理如图1所示，当负载电阻g R →∞ ，即电桥输出处于开路状态时，g 0I = ，仅有电压输出,并用0U 表示，根据分压原理，ABC 半桥的电压降为S U ，通过14, R R 两臂的电流为： S 1414 U I I R R ==+ （1） 则4 R 上之电压降为： 4BC S 14R U U R R =?+ （2） 同理 3R 上的电压降为： 3DC S 23R U U R R =?+ （3） 输出电压0U 为BC U 与DC U 之差
直阻(直流电阻测试仪)
直阻（直流电阻测试仪） 武汉世纪华胜科技有限公司 FS-5A智能直流电阻测试仪 一、概述 变压器绕组直流电阻的测量是变压器试验中一个重要的试验项目。它可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与绕线的焊接质量，绕线所用导线的规格是否符合设计要求，分接开关、引线与套管等载流体的接触是否良好，三相电阻是否平衡等。然而变压器绕组呈感性，特别是大容量的变压器电感很大，由传统的直流电阻测量方法存在测量数据不稳定、测试时间长、操作复杂和安全性不高的缺点。根据不同类型变压器，华胜公司自主开发了充电电流从1～60安培FS系列产品，能满足我国现阶段所有类型变压器的直流电阻测量，符合国家新颁布电力行业标准《直流电阻测试仪通用技术条件DL/T 845.3-2004》要求。 二、产品特点 FS-5A智能直流电阻测量仪是直流双臂电桥和单臂电桥的换代产品，具有测量速度快，稳定性好精度高，数字显示直观，抗干扰性强等优点，是测量各种电阻尤其是大电感设备直流电阻的理想仪器。 由于产品是利用高准确度、高稳定度的直流恒定电流通过被测电阻，并用四位半DVM测量被测电阻两端电压的方法来确定电阻值的。因此，在测量大电感设备的直电
阻时能快速建立测量电流，使测试时间大大缩短。这种测量方法是目前国内外测量电力变压绕组等大电感设备直流电阻速度最快的一种方法，仪器达到了国际水平。 ★特别提示： 试验现场必须具有良好的安全接地装置，使用产品时必须接好安全地线，以免危及测试设备和人身安全。 三、工作原理 本产品的电路工作原理框图如图1所示： 图1 图1中16V稳压源是高精度低纹波电源，可提供5A的电流输出。稳流源输出的电流受其分挡切换控制电路的控制。当测量选择不同挡位时，输出不同的稳定电流。20m Ω和200mΩ挡相应的电流值为5A，2Ω挡相应的电流值为1A；20Ω挡为0.1A；200Ω挡为0.01A；2kΩ读数x 10挡为0.1mA。当恒流电流通过被测电阻时在被测电阻上产生稳定的电压信号，该信号经信号处理电路后由四位半数字表直接显示电阻值。当测量大电感的直流电阻时，测试结束后，电感上储存一定的电荷，按下“放电按键”，电感两端随即并接560Ω大功率电阻，使电感快速放电（约10秒钟），放电后才能拆除测试接线。 四、技术参数
交流电桥 (28)
实验题目：交流电桥 实验目的：掌握交流电桥的组成原理和用交流电桥测量电感和电容的方法。 实验原理：把惠斯通电桥的四个臂改为电抗元件，把直流电源和检流计改为交流电源和交 流平衡指示器，就组成交流电桥。 1、交流电桥及其平衡条件 其中在4 321,,,Z Z Z Z 是各桥臂的复阻抗，在A 、B 两端之间加入交流信号源，C 、D 两端之间接入交流零指示器（或交流平衡器），当电桥达到平 衡时，C 、D 两点点位相等，则有2211Z I Z I 4231Z I Z I （1） 可得 43 2 1Z Z Z Z （2） 即 43214 321 i i e Z Z e Z Z （3） 实部相等 4 321Z Z Z Z （4） 虚部相等 4321 (5) 2、元器件的等效电路 在交流电压作用下，往往桥臂所用元件存在能量损耗——相当于纯电阻能耗。 电阻在交流电作用下，往往具有电感和分布电容，电感元件也存在一定的导线电阻和分布电容，实际电感可等效为一个理想电感L 和一个纯电阻L R 的串联组合。 电容中一般含有电容率为 的介质。因而，电路中有一小部分电能在介质中损耗变成热能，可用等效C R 表示损耗。因此，通过电容器的支流电压和电流的相位差就不再是 2 。 3、测量电感 各臂阻抗 X X X s L j R L j R R Z R Z R Z R C j R Z '43 3221111/
平衡时 13232/R R R R R R C R R L X s X 其中Rx 为Lx 的损耗电阻，是由于涡流作用以热量形式发散出去，恰似在电感上串联一个Rx 等效电阻。 求出损耗电阻' R R R X 。电感的Q 值 X R L Q 。 4、测量电容 各臂阻抗 s s X X C j R Z C j R Z R Z R Z 11 432211 平衡时 S X S X R R R R C R R C 2 11 2 5、平衡调节 （1）事先设法知道待测元件的大概数值。根据平衡公式选定调节参数数值。 （2）分布反复调解。 实验器材：音频信号发生器、交流电阻箱四个、电容箱、待测电容、待测电感、耳机。 实验桌号：10号 实验内容：1，根据测Lx 原理图搭建交流电桥 2，测x L 、R 、x R 及x L 、x R 、Q 值
直流电阻测试仪说明书
目录 一、概述 (1) 二、安全措施 (1) 三、性能特点 (1) 四、技术指标 (2) 五、系统介绍 (2) 六、测试与操作方法 (3) 七、注意事项 (5) 八、仪器成套性 (6) 九、售后服务 (6)
一、概述 变压器直流电阻是变压器制造中半成品、成品出厂试验、安装、大修、改变分接开关后、交接试验及电力部门预防性试验的必测项目。可以检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路，可以检测电压分接开关的各个位置接触是否良好以及分接开关实际位置与指示位置是否相符，引出线是否有断裂，多股导线并绕是否有断股等情况。为了满足变压器直流电阻快速测量的需要，我公司研制的直流电阻测试仪。该仪器采用全新电源技术，具有体积小、重量轻、输出电流大、重复性好、抗干扰能力强、保护功能完善等特点。整机由高速单片机控制，自动化程度高，具有自动放电和放电报警功能。仪器测试精度高，操作简便，可实现变压器直阻的快速测量。 二、安全措施 1、使用本仪器前必须认真阅读本手册。 2、仪器的使用者应具备一般电气常识。 3、仪器使用避开雨淋、腐蚀气体、尘埃过浓、高温、阳光直射等场所。 4、仪表应避免长期颠簸和剧烈振动。 4、对仪器的维修、调试应由专业人员进行。 5、测试完毕后一定要等放电报警声停止后再关闭电源，拆除测试线。 6、测量无载调压变压器，一定要等放电指示报警音停止后，切换档位。 7、在测试过程中，禁止移动测试夹和供电线路。 三、性能特点 1、整机由高速单片机控制，自动化程度高，操作简便。 2、采用高频开关电源技术，输出电流大，适合大中型变压器直流电阻测量。 3、保护功能完善，能可靠保护反电势对仪器的冲击，性能更可靠。 4、具有声响放电报警，放电指示清晰，减少误操作。 5、响应速度快，可在测量状态直接转换有载分接开关，仪器自动刷新数据。 6、采用立式机箱结构，便于现场使用。 7、智能化功率管理技术，仪器总是工作在最小功率状态，有效减轻仪器内 部发热，节约能源。可不间断数小时工作。
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
DH4518交流电桥的原理和应用
交流电桥的原理和设计 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。 【实验目的】 1、掌握交流电桥的平衡条件和测量原理 2、设计各种实际测量用的交流电桥 3、验证交流电桥的平衡条件 【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积相等。 由图1可知，若第一桥臂由被测阻抗Z x 构成，则 Z x = 3 2 Z Z Z 4 当其他桥臂的参数已知时，就可决定被测阻抗Z x 的值。 二、交流电桥平衡的分析 下面我们对电桥的平衡条件作进一步的分析。 在正弦交流情况下，桥臂阻抗可以写成复数的形式 Z=R+jX=Ze j φ 若将电桥的平衡条件用复数的指数形式表示，则可得 Z 1e j φ12Z 3e j φ3=Z 2e j φ22Z 4e j φ4 即 Z 12Z 3 e j(φ1+φ3)=Z 22Z 3 e j(φ2+φ4) 根据复数相等的条件，等式两端的幅模和幅角必须分别相等，故有 Z 1Z 3=Z 2Z 4 φ1+φ3=φ2+φ4 上面就是平衡条件的另一种表现形式，可见交流电桥的平衡必须满足两个条件：一是相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等；二是相对桥臂上阻抗幅角之和相等。 由式（2）可以得出如下两点重要结论。 1、交流电桥必须按照一定的方式配置桥臂阻抗 如果用任意不同性质的四个阻抗组成一个电桥，不一定能够调节到平衡，因此必须把电桥各元件的性质按电桥的两个平衡条件作适当配合。 在很多交流电桥中，为了使电桥结构简单和调节方便，通常将交流电桥中的两个桥臂设计为纯电阻。 ) 2(
PC36c直流电阻测试仪 英文说明书
PC36 Series D.C. Resistance Meters Operation Instructions Shanghai Taiou Electronic CO.，Ltd.
1.Basic Parameters The basic parameters are shown as table 1 Table 1 2Technique Requirements 2.1environmental conditions 2.1.1 environmental temperature 15—25℃ 2.1.2 relative humidity ≤85%RH 2.1.3 power 220V±10%, 48-62Hz 2.1.4 Outside of the earth magnetic field, there is no electric field or magnetic field of electric pulse and electric spark in the measurement environment. 1
2.2basic tolerance The basic tolerance of the measurement is shown as table 2 R X：reading of the measurement R m：maximum value of the range 2.3Accurate class and maximum tolerance shown as table 3. The accurate class and maximum tolerance is The rated output currents of the measurement are shown as table 4. 2
直流电阻测试仪使用方法
ZRC-2型直流电阻速测仪使用说明书 一．概述 ZRC-2型变压器直流电阻速测仪（微欧计）是取代直流单、双臂电桥的高精度换代产品。仪器采用了先进的开关电源技术，由四位半LCD液晶显示测量结果，克服了其它同类产品由LED显示值在阳光下不便读数的缺点，同时具备了自动消弧功能。本仪器具有测速快、精度高、显示直观、抗干扰能力强、体积小、耗电省、测试数据稳定可靠、不受人为因素影响等优点。是测量电力变压器及大型电机等各种感性负载电阻及低压开关接触电阻、电线电缆或焊缝接口电阻的理想仪器，其测量速度比电桥快一百多倍。仪器内装可充电电池组（12V），交、直流两用，便于现场及野外测试。 二．工作原理 本仪器内有一个能产生直流电流的恒流源。在测量电阻时，恒流从I＋、I－端向被试品馈入恒流，该电流在被测体上产生相应的电压值，这一电压值在V＋、V－端取回本机，经放大后，直接用四位半LCD数字显示被试品的电阻值。 三．技术指标 1．使用条件： 环境温度：0℃～40℃ 相对湿度：≤85％RH 2．测量范围：1mΩ～20mΩ;20～200mΩ;0.2～2Ω; 20～200
Ω;200Ω～2kΩ, 2kΩ～20kΩ, 20kΩ～200kΩ 3．测量精度：０.２级 4．分辨率：1μΩ 5．恒流源：2A（1uΩ～2Ω）、0.2A(2Ω～200Ω)、0.02A（20Ω～2000Ω） 6．工作电压：直流 11V～14V 交流 220V。 7．功耗：≤15W 8．外形尺寸：335×275×175mm 9．重量：2.8kg 四．使用方法 1.电源 本仪器为测试提供的电源的两种：AC220V／DC12V。在强电磁场干扰的情况下，建议最好使用直流电源测试，此状态下测试的数值稳定，抗工频干扰能力强。 A：直流电源测试： 闭合总电源开关（DC12V），相应有指示灯亮，闭合总电源开关，相应的指示灯亮，按下“启停”键，即可进行测试。测试完毕，关闭总电源开关（DC12V），相应的指示灯熄灭，放电后，再转换测试夹，进行再次测试。 B、交流电源测试： 接上交流AC220V电源，相应的指示灯亮，闭合总电源开
交流电桥测电容
交流电桥测电容 一、实验目的 1．了解交流电桥的平衡原理及配置方法． 2．自组交流电桥测量电容及损耗． 3．学习使用数字电桥测量电阻、电容． 二、仪器与用具 低频信号发生器，交流毫伏表，交流电阻箱，可调标准电容箱(例如RX7-0型)，待测电容，电阻，数字电桥，开关等． 实验原理 1．交流电桥平衡条件 交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的，它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似，如图28-1所示，电桥的四个臂1~Z ，2~Z ，3~Z ，4~ Z 通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电 感或它们的组合)，ab 间接交流电源E ，cd 间接交流平衡指示器D (毫伏表或示波器等)． 电桥平衡时，c 、d 两点等电位，由此得到交流电桥的平衡条件： 1~Z 3~Z =2~Z 4~Z (28.1) 利用交流电桥测量未知阻抗 X Z ~ (X Z ~=1~Z )的 过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足 的过程．一般来说，X Z ~包含二个未知分量，实际 上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数 平衡条件，电桥平衡时它们应同时得到满足，这 意味着要测量X Z ~，电桥各臂阻抗参数至少要有两 个可调，而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作 适当配置． 图28—1 2．桥臂配置和可调参数选取的基本原则 在多数交流电桥中，为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系)，常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂)，这样，除被测x Z ~ 外只剩一个臂具有复阻抗性质，此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂)，在这样的条件下，由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则． (1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性)，二者应放在相邻的桥臂位置上；反之，应放在相对的桥臂位置上． (2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数，则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时，二者应放在相邻的桥臂位置；反之，就放在相对的桥臂位置． (3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时，则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡．(此时一般不能分别读
SB2230型直流电阻测试仪
SB2230 型直流电阻测试仪
使 用 说 明 书
上海苏特电气有限公司
用途 1 SB2230 型直流数字电阻测试仪是一种由CMOS大规模集成电路组成的 4 /2位 便携式数字仪表，其测量结果用五位LED显示。该表具有性能优良，可靠性好， 价格低廉，使用方便的特点，它还可用作为 1μV-2V的电压测量。此表最适合用 来测量金属导体、导线以及其它的接触点的电阻，除此以外，还可用来测试电 机、变压器的绕线电阻等。因此它可以广泛地使用于实验室、工矿现场等，是 一个极为理想的测量仪器。 2、 技术数据 2.1 使用条件 2.1.1 环境温度：20℃±15℃ 2.1.2 环境相对湿度：75%以下 2.1.3 供电电源：220V±10%，50Hz±1Hz 2.1.4 无剧烈震动和机械冲击。 2.1.5 空气中不含有足以腐蚀仪器的灰尘和杂质。 2.1.6 不应受强的电磁场干扰。 2.1.7 通风条件良好。 2.2 量程、测量范围、分辨力及基本误差 产品在标准条件下符合表 1 规定。 表1 量程 20mΩ 200mΩ 2Ω 20Ω 200Ω 2KΩ 测量范围 19.999mΩ 199.99mΩ 1.9999Ω 19.999Ω 199.99Ω 1999.9Ω 分辨力 1μΩ 10μΩ 100μΩ 1mΩ 10mΩ 100mΩ ±(0.05%读数值+2 字) 基本误差 ±(0.05%读数值+3 字)
1、
2.3 长期稳定性 产品在参比条件下，6 个月内误差如表 2 所示。
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表2 量程 20mΩ 200mΩ 2Ω 20Ω 200Ω 2KΩ 测量范围 19.999mΩ 199.99mΩ 1.9999Ω 19.999Ω 199.99Ω 1999.9Ω 分辨力 1μΩ 10μΩ 100μΩ 1mΩ 10mΩ 100mΩ ±(0.06%读数值+2 字) 基本误差 ±(0.06%读数值+3 字)
2.4 温度附加误差 产品在偏离 20±1℃的情况下工作， 环境温度每变化 10℃所引起的附加误差 应不超过基本误差值。 2.5 极性、量程过载指示。 2.5.1 在电阻测量时不显示极性（如显示“—”极性，则是 VH 和 VL 接错，调换 一下即可） 。 2.5.2 此极性在零位调准时候用。 2.5.3 当输入电阻值超过仪表测量范围时仪表显示闪烁。 2.5.4 从 20mΩ至 2KΩ都采用手动量程。 2.6 采样速度：2-3 次/s。 2.7 消耗功率：不大于 30W。 2.8 重量：不大于 3kg。 2.9 外形尺寸：1×b×h：240×285×105(mm)。 3、工作原理与特点： 1 本仪器是 4 /2位LED数显仪表，具有 1μV灵敏度的数字电压表和一个精密恒 流源组成，如图 1 所示：
图1
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某公司直流电阻测试仪使用说明书
变压器直流电阻测试仪 使 用 说 明 书
概述 型变压器直流电阻速测仪是最近研制的第三代产品。采用了先进的大规模模数转换集成电路，使测量灵敏度高；数字显示直观清晰；仪器的自动化程度高；具有自动数字调零；对各种误操作有自动保护功能。测速比电桥快几十倍。非常适合与电力工业部门对变压器绕组、互感器、电机绕组等感性试品的直流电阻的测量。也可适合于开关接触电阻、电缆电阻及一般电阻的测量。 二、主要技术指标： 1、分辨率：1诅 2、测量范围：1说~20K Q 准确度：士0.2% 3、电源: ~220V±10% 50Hz；DC12V 4、使用环境温度：-10 C ~40C,相对湿度：＜85% 5、重量：4Kg 三、使用方法： 1 、测试线的连接方法： 将仪器的C1、P1、P2、C2端子与被测电阻按图1的方法连接好，这种连法，可消除A、B、C D处的接触电阻，以及连线电阻对测量的影响。测量的值即为B、C之间的电阻值。在使用中，如果本仪器随带的测试线长度不够，可用直径相当的导线将测试线加长。四根测试线的长度应相等 A B C D
C1 P1 （图1）P2 C2 2、接地： 在环境电磁干扰严重或被测试品为感性时，应将仪器地端子与试品地（或大地）用导线连接好，以消除外界的干扰，测量的数据较稳定。 3、选量程： 先估计被测物的电阻大小，选择合适的量程。如果试品电阻值大致范围无法确定，可将量程选大一些。（在放电后调整量程）使显示值在（不管 小数点）1999—19999之间为最佳量程，得到的数据精度最高，显示屏上显示“ T表示超量程。 4、调零： 当使用“ 20m Q”、“200 m Q”档时需调零。连好被测电阻后在“准备” 状态下，调节“调零”旋纽，使其显示为零。其他的量程无需校准均能自动归 零。 5、测量： 以上的准备工作做完之后，就可将“准备/测量”键置于“测量”位置，显示数据稳定后即可读数，并带上所选量程上的单位。注意试品的电感量越大 数据达到稳定的时间越长。 6、放电： 关电源前，先将“准备/测量”键置于“准备”位置，再关机。如果是感 性试品，仪器对试品自动放电。这时观察“放电指示”灯，待灯熄后， 方能进行拆线操作，以免电感的反动势危害人身安全。每次测量完一组数据必须关机放
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
PC36C直流电阻测试仪(有温度补偿)
PC36C直流电阻测试仪 使 用 说 明 书 龙嘉电子设备科技
一、用途 PC36 C直流低电阻测试仪是一种由高稳定精密恒流源、带自校的高精度数字电压表和CPU 微处理器组成的5位半台式数字式直流电阻测试仪，其测量结果用6位VFD荧光显示。该仪器具有价格低廉、测量精度高、性能稳、使用方便等特点，它适用于测量各种电线、电缆的电阻值、各类线圈、电动机、变压器绕组的电阻，特别是具有自校功能（用户备用BZ3标准电阻，就可以校准），提高仪器的精度，省去了操作人员的送检时间。因此该仪器广泛应用工厂、科研单位的工作场地和实验室。 二、技术指标 2．1 使用条件： 2．1．1环境温度：20±15℃（校准温度：20±1℃） 2．1．2相对湿度：不大于75％RH 2．1．3供电电源：220V±10%，50Hz±1Hz 2．1．4无剧烈震动和机械冲击 2．1．5环境周围无强电磁场干扰 2．1．6空气中不含腐蚀气体、灰尘和有害杂质 2．1．7通风条件良好 2．1．8总技术指标 2．2 量程、测量围、分辨力及基本误差 产品在标准条件(20±1℃)下符合表 1规定
2．3 温度的影响 产品在(20±5℃)条件下，误差如表 2所示 如用BZ3标准电阻进行现场标定，PC36c的精度可以大大提高 2．4 温度附加误差 产品在偏离20±1℃的情况下工作，环境温度每变化多端10℃所引起的附加误差应不超出基本误差值。 2．5 倍功率的影响（×0.707I、×1.414I） 产品在(20±5℃)条件下，误差如表 2所示 2．6 极性、量程过载指示 2．6．1在电阻测量时不显示极性 2．6．2当输入电阻值超过仪表测量围时仪表显示
交流电桥 (3)
实验名称 ：交流电桥 得分：87 实验目的：掌握交流电桥的组成原理和用交流电桥测电感电容的方法. 实验原理: 一，交流电桥组成与基本原理 平衡条件 ： 4 3 2 1Z Z Z Z 即 43214321 i i e Z Z e Z Z 实部相等 4 3 21Z Z Z Z 虚部相等 4 321 二,交流元件 电阻0R Z R i 电流与电压相位一致 电容 容抗1C X Z i C 电流比电压超前2 电感 感抗L x Z i L 电流比电压落后2 实验一:交流电桥测电感
各臂阻抗 1111 2 2 33441/ 11 s s X X X Z R i C R i C R Z R Z R Z R R i L R i L & &&& 12311x s R R i L R R i C R 实部与虚部分别相等,得到平衡时 2342312314//X s X X L R R C R R R R R R R R R R R 其中Rx 为Lx 的损耗电阻，是由于涡流作用以热量形式发散出去，恰似在电感上串联一个Rx 等效电阻。电感的Q 值 X R L Q 实验二:交流电桥测电容
各臂阻抗 11223411X X s s Z R Z R Z R i C Z R i C && && 121 1 s X s X R R R R i C i C 实部与虚部分别相等,得到平衡时, 2112 ,X S X S R R C C R R R R 其中CS 为标准电容，由电容箱调节RS 为标准电阻，由电阻箱调节，Rx 为Cx 的损耗电阻，是由于涡流 作用以热量形式发散出去，恰似在电容上串联一个Rx 等效电阻。 试验记录 实验仪器及规格精度 ZX17-1交直流电阻器 0.5W RX710型十进制电容箱50V AC 参考值 13X L mH : 10L R : 0.68X C F : 0.65C R : 1500f Hz 计算公式如下: 实验一 23'231'231//2X s X L X X X X L R R C R R R R R R R R R R R L fL Q R R 计算值填入试验表格
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理和应用 直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）。它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。 【实验目的】 FQJ型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以本实验采用下内容： 1．直流单臂电桥（惠斯登电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； 2．非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法； 3．根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法及非平衡电桥功率输出法测电阻； 4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义。 【实验仪器】 FQJ型教学用非平衡直流电桥；1. FQJ非平衡电桥加热实验装置。2. 【实验原理】 FQJ型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，非平衡直流电桥，上节我们已经对单臂电桥有所了解，下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍。 图1 非平衡电桥原理图 1．非平衡电桥桥路输出电压 R??，所示，当负载电阻非平衡电桥原理如图1g 0?I并即电桥输出处于开路状态时，,，仅有电压输出g U ABC为压压，用表示根据分原降半桥的理，电0UR R,电流为：，通过两臂的S41U S?II?41R?R）1（41R则上之电压降为：4． R4??UU（2）SBC R?R41R上的电压降为：同理3R3??UU（3）SDC R?R 32UUU之差为输出电压与DCBC0RR34U?UU?U?U?SS0BCDC R?RR?R3412 ????S RR?R?R3142RR?RRU?0，即电桥处（4）)?RR(RR3421U ? 于平衡状态。当满足条件时，电桥输出43210（5）式就称为电桥的平衡条件。为了测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调至平衡，称为预调平R, RRR, RR?。若关电阻变化有臂这样可使输出只固定，与为待测电阻某一，则当衡。1423x4R?R??R时，因电桥不平衡而产生的电压输出为：
交流电桥
实验十三 交流电桥 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臂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。 [实验目的] 1. 了解交流桥路的特点和调节平衡的方法。 2. 学会使用交流电桥测量电容及其损耗。 3. 学会使用交流电桥测量电感及其Q 值。 4. 学会使用交流电桥测量电阻。 [实验仪器] DH4518型交流电桥实验仪、待测元件。 [实验原理] 图4-13-1是交流电桥的原理线路。它与直流单臂电桥原理相似。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，具有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。 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 42211Z I Z I Z I Z I = 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 （4-13-1） 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积相等。 由图4-13-1可知，若第一桥臂由被测阻抗Z x 构成，则： 43 2 Z Z Z Z x ?= 当其他桥臂的参数已知时，就可决定被测阻抗Z x 的值。 图4-13-1 交流电桥原理