直流電橋,是指測量直�電阻或其變化量的電橋。直流電橋是以惠斯登電橋線路為基�(chǔ),用精密合金繞線電阻為基�(zhǔn)的更�?lián)Q代產(chǎn)�。數(shù)字直流電具有�(shù)字萬用表同樣簡便、快�、醒目的特點,還保持了惠斯登電橋�(zhǔn)確、穩(wěn)�、可靠的�(yōu)點�
四臂�(jié)�(gòu)是直流電橋的基本形式。電橋由直流電源供電,平衡時,相鄰兩橋臂電阻的比值等于另外兩相鄰橋臂電阻的比�。若一對相鄰橋臂分別為�(biāo)�(zhǔn)電阻器和被測電阻�,它們的電阻有一定的比�,則為使電橋平�,另一對相鄰橋臂的電阻必須有相同的比�。根�(jù)這一比值和�(biāo)�(zhǔn)電阻器的電阻值可求得被測電阻器的電阻�。平衡時的測量結(jié)果與電橋電源的電壓大小無�(guān)�
直流電橋主要有惠斯通電�、開爾文電橋、高阻電橋和直流電流比較儀式電��
①惠斯通電橋:四臂皆為電阻器的�(jīng)典直流電橋。又稱單比電��1833�,S.H.克里斯蒂在研究導(dǎo)體性質(zhì)時首先提出這一橋路,以后由C.惠斯通加以完�。主要用于測量從�10歐到幾千歐的中值電��
②開爾文電橋�1862年英國的W.湯姆孫在研究利用單比電橋測量小電阻遇到困難時,發(fā)�(xiàn)引起測量�(chǎn)生較大誤差的原因是引線電阻和連接點處的接觸電�。這些電阻值可能遠(yuǎn)大于被測電阻�。因�,他提出了如圖1所示的橋路,被稱為湯姆孫電�。后因他晉封為開爾文勛爵,故又稱開爾文電�。圖中R3、R4分別是標(biāo)�(zhǔn)電阻與被測小電阻�,R1、R2是形成所需比值的兩橋�。r是跨線電�(包括R3、R4兩電阻器間的引線電阻、接觸電阻及�(nèi)部連線電阻)。為獲得�(zhǔn)確的測量�(jié)�,消除r的影�,須將r按R1和R2的同樣比例分配給R3和R4,R姈和R娦就是為此目的而設(shè)置的。在電橋�(diào)平衡�,�(yīng)保持R�、R娦的比值一直與R1R2的比值相�。由于這一特點,這種橋路又稱雙比電橋。所測電阻值可低到毫歐級或更小。根�(jù)雙比電橋原理又發(fā)展出史密斯電�,三平衡電橋和四跨線電橋等,使得采用橋路測小電阻的理論與實踐臻于完善�
③高阻電橋:單比電橋測高阻值的限制因素主要是通過橋體絕緣的泄漏電流和線路靈敏度低。對前者,除提高橋體絕緣性能�,更有效的方法是采用屏蔽以減小泄漏電流的影響。為此出�(xiàn)了具有各種屏蔽方式的高阻電橋,其中與開爾文電橋電路對偶的比例電流屏蔽電橋電路(圖2�,是電橋理論在高阻測量方面的新�(yīng)�。高阻電橋所測電阻值由兆歐到吉歐或更高�
④直流電流比較儀式電橋:是經(jīng)典直流電橋的�(fā)展。它利用電流比例代替�(jīng)典電橋中的電阻比�。電流比例用繞于磁環(huán)上兩線圈的匝�(shù)比Ws/Wx來確定。當(dāng)兩線圈的安匝相互平衡�,磁�(huán)中無磁�。此�,Is/Ix=Wx/Ws,于是有Rx/Rs=Wx/Ws。改變Ws和Wx可對電橋平衡�(jìn)行粗�(diào)。如安匝有差�,則磁�(huán)中存在直流磁通,�(jīng)檢出�,可帶動從動電源以改變Ws中的電流Is,直到磁�(huán)中的直流磁通為零而止。直流電流比較儀式電橋的測量誤差可低于百萬分之一,特別適用于�1歐以下的小電�。目前已制出可測量到兆歐的此類電橋,但結(jié)�(gòu)較復(fù)��
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