直流双臂电桥1
直流双臂电桥使用讲义幻灯片资料
2.接通电桥电源开关“B1”，待放大器稳定 后检查检流计是否指零位，如不在零位， 调节调零旋钮，使检流计指针指示零位。
3.检查灵敏度旋钮，应放在最低位置。
四. QJ44双臂电桥的使用方法
4. 将被测电阻，按四端连接法，接在电桥
10. 被测电阻电位端接线柱；
11. 检流计电气调零旋钮；
12. 被测电阻电流端接线柱；
13. 检流计指示表头；
三. QJ44双臂电桥的线路和结构
3. QJ44双臂电桥原理图
四. QJ44双臂电桥的使用方法
1.将电桥放置于平整位置，放入电池。
1） 在电池盒内，装入 4~6 节1.5V、1 号电池并 联使用和 3 节 6F22、9V 并联使用，此时电桥 就能正常工作。
2） 必须注意：电流接线端子C1、C2的引线 应接在被测绕组的外侧，而电位接线端子P1、 P2的引线应接在被测绕组的内侧。
3） 目的：可以避免将C1、C2的引线与被测 绕组连接处的接触电阻测量在内。
四. QJ44双臂电桥的使用方法
5. 估计被测电阻值大小，将倍率开关和电阻读 数步进开关放置在适当位置。
5. 如电桥长期搁置不用，应将电池取出。在接触处可 能产生氧化，造成接触不良，为保证接触良好，再 涂上一薄层无酸性凡士林，予以保护。
7. 电桥应贮放在环境温度+5℃~+45℃，相对湿度 小于 30%的条件下，室内空气中不应含有能腐蚀 仪器的气体和有害杂质。
8. 仪器应保持清洁，并避免直接曝晒和剧烈震动。
QJ44 双臂电桥的用途
双臂电桥用途： 0.0001---11Ω的直流电阻
直流双臂电桥工作原理
直流双臂电桥的工作原理直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，其工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。
Rx和Rn各有两对端钮，C1和C2、Cn1和On2是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端钮。
接线时必须使被测电阻Rx只在电位端钮P1和P2之间，而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。
比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。
R1、R1'、R2和R2'是桥臂电阻，其阻值均在lOΩ以上。
在结构上把R1和R'1以及R2和R2'做成同轴调节电阻，以便改变R1或R2'的同时，R1'和R2'也会随之变化，并能始终保持测量时接上RX调节各桥臂电阻使电桥平衡。
此时，因为Ig＝0，可得到被测电阻Rx为图1 直流双臂电桥工作原理电路可见，被测电阻Rx仅决定于桥臂电阻Rz和R1的比值及比较用可调电阻Rn 而与粗导线电阻r无关。
比值R2/R1称为直流双臂电桥的倍率。
所以电桥平衡时被测电阻值=倍率读数×比较用可调电阻读数因此，为了保证测量的准确性，连接Rx和Rn电流端钮的导线应尽量选用导电性能良好且短而粗的导线。
只要能保证，R1、R1'、R2和R2'均大于1OΩ，r又很小，且接线正确，直流双臂电桥就可较好地消除或减小接线电阻与接触电阻的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
实验简介电阻按照阻值大小可分为高电阻(100KΩ∑ )、中电阻(1Ω ⊥100KΩ)和低电阻(1Ω ∑ )三种。
一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为>0.1Ω 这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。
对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102Ω5; K∉ , B( 〈⊂ℜ5ε∑∴ ⎥≅ (⊂ℜ5εK∇⊥∏ 5;实验原理我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。
直流双臂电桥使用方法
直流双臂电桥使用方法
直流双臂电桥是一种常用的测量电阻，电容和电感的测量仪器，
它可以从一个电压源中测量出另外一个电压源的电压。
这种电桥的结
构是由四个电子元件，一个两支极的电源电路和一个桥路电阻组成的。
这种电桥的工作原理是在桥路上安装四个电阻，即两个桥路上的
内部电阻R1和R2，以及一个由电压源V0和两倍电压源V1构成的外部电阻R3和R4。
在电桥的桥路上，测量电压V1由内部电阻R1和R2
（当前电流通过桥），外电阻R3和R4（电压势）所确定。
当内部电阻相等，外部电阻也相等时，桥路上的电压为恒定值，即V1，由此就可
以测量出被测物体的电阻和电容电感的值了。
使用直流双臂电桥的步骤比较简单：
1.把电子元件放好，从电源中获取电流；
2.把电桥的桥路的电阻调整为两个内部电阻，两个外部电阻;
3.用电源把桥路上的电压回路闭合，用一个仪器测量桥路上的电压；
4.再调整电桥上的外部电阻，把电桥上的电压调整到V0，以及两倍V0；
5.用仪器测量被测物体的电阻、电容和电感。
以上就是使用直流双臂电桥的三个基本步骤，通过这种方法可以
准确测量出物体的电学性质。
《直流双臂电桥使用》PPT课件
13. 检流计指示表头；
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三. QJ44双臂电桥的线路和结构
3. QJ44双臂电桥原理图
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四. QJ44双臂电桥的使用方法
1.将电桥放置于平整位置，放入电池。
1） 在电池盒内，装入 4~6 节1.5V、1 号电池并 联使用和 3 节 6F22、9V 并联使用，此时电桥 就能正常工作。
2） 注意：如用外接直流电源 1.5~2V 时，电池 盒内的 1.5V 电池，应预先全部取出。
2.接通电桥电源开关“B1”，待放大器稳定
后检查检流计是否指零位，如不在零位，
调节调零旋钮，使检流计指针指示零位。
3.检查灵敏度旋钮，应放在最低位置。
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四. QJ44双臂电桥的使用方法
4. 将被测电阻，按四端连接法，接在电桥
双臂电桥也称凯尔文电桥。
常用的双臂电桥有QJ28型， QJ44型和 QJ101型等。
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一. 直流双臂电桥（QJ44）的用途
QJ44双臂电桥的用途 QJ44 型携带式直流双臂电桥，内附
晶体管检流计和能内附工作电源。适合于 工矿企业、实验室或车间现场，对直流低 值电阻作准确测量。如用来测量金属导体 的导电系数，接触电阻、电动机、变压器 绕组的电阻值，以及其它各类直流低值电 阻。
1. 电桥外接工作电源接线柱 ；
2. 检流计灵敏度调节旋钮；
3. 晶体管检流计工作电源开关 ； 4. 滑线读数盘；
5. 步进读数开关；
6. 检流计按钮开关；
7. 电桥工作电源按钮开关；
8. 被测电阻电流端接线柱；
9. 量程因素读数开关；
10. 被测电阻电位端接线柱；
直流双臂电桥
直流双臂电桥是采用凯尔文线路宽量程的携带式精密型直流电桥。
产品置有指零仪并能内附工作电源。
适宜工矿企业、科研单位的实验室及室、车间现场或野外工作场所对直流低电阻作精确测量。
是电线电缆行业规程指定产品。
QJ57P型直流双臂电桥技术参数QJ57相同，采用国际流行新颖外壳。
对金属棒、板料、电缆、导线等，金属导体的电阻值的测定。
对电流汇流排、金属壳体等焊接质量的检查。
对低阻标准器、直流分流器、功率型电阻器等的校验和调整。
对开关、电器、接触电阻的测定。
对各类型电机、变压器线组的直流电阻测量和电刷、开关的接触电阻以及作升温试验等。
1.什么是直流双臂电桥在双臂电桥中，选择相同的接线柱和导线，都比较容易，只要其影响相同，从理论上说对被测电阻的影响不存在的，但在实际测量中，这种影响是不可避免存在的，但从测量的手段而言，可以忽略不计的，因此，对其精度要求极高的电阻测量，可以说双臂电桥能够大大减小接线电阻和接触电阻对测量结果的影响。
因此，用直流双臂电桥测量小电阻时，能得到较准确的测量结果。
功率越大的变压器直流电阻相对越小。
2.直流双臂电桥的工作原理直流双臂电桥又叫凯尔文电桥，其工作原理电路如图1所示，图中Rx是被测电阻，Rn是比较用的可调电阻。
Rx和Rn各有两对端钮，C1和C2、Cn1和On2是它们的电流端钮，P1和P2、Pn1和Pn2是它们的电位端钮。
接线时必须使被测电阻Rx只在电位端钮P1和P2之间，而电流端钮在电位端钮的外侧，否则就不能排除和减少接线电阻与接触电阻对测量结果的影响。
比较用可调电阻的电流端钮Cn2与被测电阻的电流端钮C2用电阻为r的粗导线连接起来。
R1、R1‘、R2和R2’是桥臂电阻，其阻值均在lOΩ以上。
在结构上把R1和R‘1以及R2和R2’做成同轴调节电阻，以便改变R1或R2‘的同时，R1’和R2‘也会随之变化，并能始终保持。
3.直流双臂电桥的使用方法1、被测电阻的电流端钮和电位端钮应和双臂电桥的对应端钮正确连接。
直流双臂电桥的使用方法
直流双臂电桥的使用方法
直流双臂电桥是一种用于测量电阻的电路，在电子工程、物理实验、化学实验等领域广泛应用。
它通常由四个电阻和一个电源组成，其中两个电阻并联于一起，另外两个电阻也并联于一起，并且这两个并联电阻之间相互垂直。
在使用直流双臂电桥时，需要按照以下步骤进行。
1. 确定电桥的参数
在使用电桥之前，需要先确定电桥中的电阻值，并根据需要调整电阻的大小。
在实验中，可以通过使用标准电阻或万用表来测量电阻值，以确保电桥的精度。
2. 连接电路
将电桥的四个电阻按照一定的方式连接到电源上，可以使用万用表或示波器检查电路连接是否正确。
通常情况下，两个电阻并联的一端连接电源正极，另一端连接电源负极，而另外两个电阻也是这样连接的，但是这两个并联电阻之间是相互垂直的。
3. 调节电桥
在电桥连接完成之后，需要进行调节，使得电桥达到平衡状态。
这可以通过调节电桥上的一个可变电阻来实现。
调节时需要注意，当电桥达到平衡状态时，两个并联电阻之间的电势差为零。
4. 测量电阻
当电桥调节好之后，可以使用万用表或示波器等仪器来测量待测电阻的大小。
在测量时需要注意，将待测电阻接到电桥的两个电阻之间，并保持待测电阻处于稳定状态，避免测量误差。
需要注意的是，直流双臂电桥的使用方法可以根据实验需要进行调整，比如可以改变电桥的电源电压、使用不同的电阻值等等。
在使用过程中，应该根据实际情况进行调整，以保证实验结果的精度和可靠性。
直流双臂电桥
直流双臂电桥实验报告一、实验原理：1.直流双臂电桥适用范围：直流双臂电桥主要用来测量低阻（10-5~10Ω）。
2.四端法：为消除接触电阻和接线电阻的影响，常把低阻做成四端结构。
如图所示：在电阻体上Y、Y′两点焊出两个接头再与微安表相连接，在焊接时测量好Y、Y′之间的阻值。
采用这种接法，A、B、P、P′四点的接触电阻及AY、BY′两段接线电阻都已归给微安表支路而被忽略，这样就保证了分流的精准，称作“四端结构”。
3.画出实验电路图：4.推导测量公式：I1R1=I0R0+I1′R1′I1R2=I0R x+I1′R2′(I 0−I 1′)R v =I 1′(R 1′+R 2′)整理得：R 1R x =R 2R 0+(R 2R 1′−R 1R 2′)rR r +R 1′+R 2′ 在此实验中我们要求电桥平衡是在保证R 1R 2′=R 1′R 2的条件下调得的，则测量公式化简为：R x =R 2R 1R 05. 双臂电桥灵敏度：双臂电桥平衡后，将比例臂电阻R 2、R 2′同步调偏ΔR 2=ΔR 2′，若电流计改变示数记为ΔI ，则灵敏度S =ΔIΔR 2∕R 2分析电桥灵敏度与哪些因素有关：参考单臂电桥灵敏度表达式可写出双臂电桥灵敏度表达式：S =I (R 0+R x )C [(R 1+R 2)+(2+R 1R 2+R x R 0)R g′]由上式可以看出：提高双桥电流、选用电流常量和内阻小的电流计，减小(R 1+R 2)以及R 1′、R 2′阻值以及尽量使R 0和R x 接近，都可以提高电桥灵敏度。
二、 数据处理：R 0=0.001Ω,R 1=R 1′=1000ΩR x 的总相对不确定度为ρx =√(1+k )2(ρ22+ρ12)+k 2(ρ2′2+ρ1′2)+ρ02+(δS)2其中ρ1=ρ1′=ρ2=ρ2′=ρ0=0.1%,k =0.1；ρ=πd 2R 4lu ρ=ρ√(2u d d )2+(u R R )2+(u ll)21. 铜棍电阻率的测量：（1） 铜棍长度（两个电压接头之间）：l =40.00cm l 为一次测量量，其只有B 类不确定度，且u L =∆√3=√3=0.29(mm)故l =400.00±0.29 (mm)(2) 铜棍直径测量：螺旋测微器的初始值为-0.002mm ，故需对数据进行零点修正。
直流双臂电桥的原理作用
直流双臂电桥的原理作用
直流双臂电桥是一种电子电器用于测量电阻值的仪器。
梁惠民桥的配置如图，它是由两个普通的电桥互相连接而成的，相同的电桥电路两端依次接有测量元件（例如电阻器）和标准电阻。
当直流电源接通后，电桥会产生电流流动，通过调节滑动式电阻器R5的阻值，使电桥的两个对角线上的电位差趋近于零。
这时可以测量到电阻器的阻值。
直流双臂电桥的原理和作用如下：
1. 当电桥平衡时，电桥两个对角线上的电位差为零。
直流电桥平衡时，满足以下条件：
R1/R2 = R3/R4
其中，R1和R2是两个比较的电阻，R3和R4是已知的标准电阻。
2. 当待测电阻Rx的阻值发生变化时，电桥不再平衡，电位差不为零。
这时可以通过调节滑动式电阻器R5的阻值来使电位差趋近于零。
3. 通过调节滑动式电阻器R5的阻值，可以计算出待测电阻Rx的阻值。
根据平衡条件可得到以下公式：
Rx = R1(R4/R2)
其中，R1是已知的标准电阻，R2是已知的比较电阻，R4是滑动式电阻器的阻值。
直流双臂电桥通过测量电桥两对角线上的电位差来确定待测电阻的阻值。
它的优点是精度高、测量范围广，并且不受电源电压的影响。
它常用于实验室和工业场合中测量电阻值。
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直流双臂电桥测低值电阻
电阻按照阻值大小区分，大致可分三类：在1Ω以下的为低电阻；在1Ω～100k Ω之间的为中值电阻；在100k Ω以上的为高电阻。
不同阻值的电阻，测量方法是不尽相同的。
用惠斯通电桥测量中值电阻时，可以忽略导线本身的电阻和接点处的接触电阻的影响（总称为附加电阻，一般附加电
阻约为10-3
Ω左右）。
若待测R x 是低电阻，则这些附加电阻就不能忽略了。
对惠斯通电桥加以改进
而成的双臂电桥（又名开尔文电桥）消除了附加电阻的影响，适用于10-6～102
Ω电阻的测量。
常用来测量金属材料的电阻率、电机、变电器绕组的电阻、低阻值线圈电阻、电缆电阻、开关接触电阻以及直流分流器电阻等。
1）实验目的
1． 学习用双臂电桥测低电阻的原理和方法。
2．了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。
3. 测定金属棒的电阻率。
2）简述实验原理
1、 电阻的四端接法
图1中C 1、C 2是电流端，通常接电源回路，从而将这两端的引线电阻和接触电阻折合到电源回路的其它串联电阻中；P 1、P 2是电压端，通常接测量电压用的高电阻回路或电流为零的补偿回路，从而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响大为减少。
采用这种接法的电阻称为四端电阻。
2、本实验使用的是QJ44型双臂电桥，其工作原理如图2所示。
图2中待测电阻R x 和比较用的标准低电阻R N 均采用四端接法。
从电桥中看出，当桥臂电阻R 1、R 2、R
3、R 4取值较大时（>10Ω），与它们对应的导线电阻与接触电阻都可以忽略不计。
待测电阻电阻R x 和标准低电阻R N 的电压端P 1、P 1′、P 2、 P 2′的附加电阻由于和高阻值桥臂串联，其影响就大大减少；两个靠外侧的电流端C 1、C 1′的附加电阻串联在电源回路中，对电桥没有影响；两个内侧的电流端C 2、C 2′的附加电阻和连线电路总和为r ，只要适当调节R 1、R 2、R 3、R 4的阻值，就可以消除r 对测量结果的影响。
调节电阻R 1、R 2、R 3、R 4，使流过检流计G 的电流为零，电桥达到平衡，根据基尔霍夫定理得到以下三个回路方程：
⎪⎩⎪
⎨⎧∙-=+∙∙+∙=∙∙+∙=∙r
I I R R I R I R I R I R I R I R I X
N )()(23422
3423122311
将上面三式联解，并消去I 1、I 2和I 3可得
)(4
23141413R R R R r R R R r R R R R N X -∙++∙+∙=
（1） 式（1）就是双臂电桥的平衡条件，可见r 对测量结果是有影响的。
为了使待测电阻R X 的值便于计
算及消除r 对测量结果的影响，可以设法使第二项为零。
通常把双臂电桥做成同轴联动式，使得在调整平衡时R 1、R 2、R 3和R 4同时改变，而始终保持成比例。
即
12
34
R R R R =
（2） 在此情况下，不管r 多大，第二项总为零。
于是平衡条件简化为
3
1
X N R R R R =
（3） 或
3412
X N R R R
R R R == （4） 从上面的推导看出，双臂电桥的平衡条件和单臂电桥的平衡条件形式上一致，而电阻r 可以消除在
平衡条件中，因此r 的大小并不影响测量结果，这是双臂电桥的特点。
3）实验设备
QJ44型携带式直流双臂电桥，待测电阻若干，直尺，螺旋测微器等。
1、QJ44型双臂电桥面板布置图 如图3所示：
图3
2、仪器结构 （1）QJ44型双臂电桥比例臂由×100、×10、×1、×0.1
和×0.01所组成。
读数盘由一个十进盘和一个滑线盘组成的。
（2）检流计包括一个调制型放大器、一个调零电位器和一个调节灵敏度电位器以及一个检流计表头。
表头上备有机械调零装置，在测量前，可预先调整零位。
当放大器接通电源后，若表针不在中间零位，可用调零电位器，调整表针至中央零位。
（3）在检流计和电源回路中设有可锁住的按钮开关。
（4）QJ44型双臂电阻电桥的原理线路如图4所示。
（1）检流计；
（2）电桥外接工作电源接线柱； （3）检流计电源开关； （4）检流计灵敏度调节旋钮； （5）滑线读数盘； （6）步进读数开关；
（7）检流计按钮开关；
（8）电桥工作电源按钮开关；
（9）倍率读数开关； （10、13）被测电阻电流端接线柱；
（11）检流计电气调零旋钮； （12）被测电阻电位端接线柱。
图4
4、使用方法
（1）将仪器连好专用电源线，插入220V插座,打开后面的电源开关，电桥就能工作。
（2）将被测电阻，按四端连接法，接在电桥相应的C1、P1、C2、P2的接线柱上，如图5所示，AB之间为被测电阻。
图5
（3）“B1”开关打到“通”位置，检流计工作电源接通，等待5min后，调节检流计指针指在零位上。
（4）估计待测电阻值大小，选择适当量程倍率位置，先按下“G”按钮，再按下“B”按钮，调节步进和滑线读数盘，使检流计指针在零位上，电桥平衡，被测电阻按下式计算：待测电阻值（R X）= 量程倍率读数×（步盘读数＋滑线盘读数）
（5）在测量未知电阻时，为保护检流计指针不被打坏，检流计的灵敏度调节旋钮应放在最低位置，使电桥初步平衡后再提高检流计灵敏度。
在改变检流计灵敏度或环境等因素的影响，有时会引起检流计指针偏离零位，在测量之前，随时都可以调节检流计零位。
4）实验步骤
1、用开尔文直流双臂电桥与惠斯顿直流单臂电桥，分别测出三个待测电阻的电值，对结果进行比较，并作分析说明。
2、用直尺和螺旋测微计测出金属棒的直径d，有效长度l及对应的阻值R，用作图法计算金属棒的电阻率。
5）实验数据
1．待测电阻的测量
R待测1=1*（0.03+0.00315）=0.03315Ω
R 待测2=10*（0.02+0.03900）=0.2390Ω R 待测3=10*（0.07+0.00972）=0.7972Ω 2.金属棒测量
6）数据处理
已经测得⎺d=0.403cm
S=π（⎺d/2）2=0.128cm 2=1.28*10-5m 2
如图所示，用二点法测斜率，选用两点P 1(5.00，2.800),P 2(17.00,9.600)
所以斜率k=(9.600-2.800)*10-3/[(17.00-5.00)*10-2]=5.667*10-2
又R=ρ*L/S,K=ρ/S,所以ρ=KS=5.66*10-2*1.28*10-5=7.253*10-7
Ω·m
0.002
0.0040.0060.0080.010.0120.0142
6
10
14
18
22
L/cm
R （*0.001Ω）
7）实验中出现的问题，又如何解决？
1、开尔文直流双臂电桥与惠斯顿直流单臂电桥有哪些异同？
测量范围不一样 精度不一样都是利用电桥平衡原理 只不过双臂电桥排除了外接回路电阻的影响
2、直流双臂电桥的基本原理是什么? 它是如何消除附加电阻的影响的?
电桥平衡原理。
为了消除这些附加电阻的影响，人们常把低阻做成四端结构，并采用直流双臂电桥进行测量 3、被测低电阻为何具有四个端连接？如果电位端与电流端连接错误会有什么现象？
当被测电阻较小时,测量时端子的接触电阻以及接线的电阻已经不能忽略不计,导致测量误差无法满足要求.所以在测量小电阻时,采用四端子连接的方法,测量时电流从电流端子引人,测量电压则由电压端子取出,可以消除端子的接触电阻等对测量结果的影响,保证测量精度.如果电流端与电压端接反会带来很大的测量误差,导致测量结果无意义。