交流电桥的原理和应用

合集下载

交流电桥测量电路的工作原理

交流电桥测量电路的工作原理

交流电桥测量电路的工作原理交流电桥测量电路的工作原理一、引言:交流电桥测量电路的重要性和应用交流电桥是一种广泛应用的电工测量电路,它的工作原理基于电桥平衡条件,可以用于测量电阻、电感和电容等电学元件的参数。

交流电桥在电子工程、通信工程、物理学和化学等领域都有着广泛的应用,对于准确测量和分析电路中的各种参数具有重要意义。

本文将介绍交流电桥的工作原理、基本结构和使用方法,以及其在不同领域中的应用。

二、交流电桥的工作原理1. 电桥平衡条件交流电桥测量电路的基本原理是通过对电桥的平衡条件进行调节,使得电桥两侧的电势差为零,从而能够测量未知电阻、电感或电容的值。

电桥平衡条件可以表达为:R1/R2 = R3/R4其中,R1和R2是已知电阻,R3是未知电阻,R4是用于调节的电阻。

当电桥达到平衡条件时,电桥两侧的电势差为零,即可得到未知电阻R3的值。

2. 交流电桥的基本结构交流电桥一般由电源、电桥平衡的调节元件和待测元件组成。

常见的交流电桥有魏斯顿电桥和麦克斯韦电桥等。

魏斯顿电桥由四个电阻和一个电感构成,电源通过开关连接到电桥的两个相对角上,待测电阻和电感分别连接到电桥的另外两个相对角上。

电桥平衡的调节元件一般为可变电阻,通过调节可变电阻的大小,使得电桥达到平衡条件,并通过测量电桥两侧的电势差来得到待测电阻和电感的值。

3. 交流电桥的工作原理交流电桥的工作原理是基于交流信号对电桥平衡状态的影响。

当交流信号通过电桥时,根据交流信号的频率和相位差,可以使得电桥达到平衡条件。

通过测量电桥两侧的电势差和相位差的变化,可以得到待测元件的参数值。

4. 交流电桥的使用方法和注意事项使用交流电桥进行测量时,需要注意以下几点:(1)选择合适的电桥类型:根据待测元件的类型和参数范围,选择合适的交流电桥进行测量。

不同的电桥适用于不同的测量对象,例如魏斯顿电桥适用于测量电阻和电感,而麦克斯韦电桥适用于测量电容等。

(2)调节电桥平衡:通过调节电桥平衡的调节元件,使得电桥达到平衡状态。

交流电桥测电阻的原理和应用

交流电桥测电阻的原理和应用

交流电桥测电阻的原理和应用交流电桥原理及应用交流电桥是一种常用的测量电阻的仪器,它的原理基于电流的分压和电位的平衡。

交流电桥通过比较未知电阻和已知电阻的电流分压来测量未知电阻的值。

它包括一个由四个电阻组成的电桥电路,一个标准电阻箱和一个导电体或电容器。

交流电桥的工作原理是基于交流电流的相位差。

交流电桥的原理基于维纳斯教洽文离签理定律,在平衡状态下,电桥电路的两边电势差相等。

在平衡条件下,一个小的电流可以通过未知电阻来流过,然后通过标准电阻箱。

由于交流电流具有相同的频率和相位,所以可以使用相对简单的数学关系计算未知电阻值。

交流电桥的应用十分广泛。

以下是一些典型的应用:1.测量未知电阻值:交流电桥最常见的应用是测量未知电阻的电阻值。

通过调节标准电阻箱上的已知电阻,当未知电阻和已知电阻的电势差为零时,就可以得到未知电阻的电阻值。

2.测量电导率:交流电桥可以用来测量导体材料的电导率。

通过将导体材料连接到交流电桥电路中,当电位差为零时,可以计算出导体材料的电导率。

3.测量绝缘电阻:交流电桥还可以用来测量绝缘材料的绝缘电阻。

通过将绝缘材料的一端连接到交流电桥电路中,当电位差为零时,可以计算出绝缘材料的绝缘电阻。

4.测量电容器值:交流电桥还可用于测量电容器的电容值。

通过将电容器连接到交流电桥电路中,当电位差为零时,可以计算出电容器的电容值。

5.测量电感值:交流电桥还可用于测量电感器的电感值。

通过将电感器连接到交流电桥电路中,当电位差为零时,可以计算出电感器的电感值。

总结来说,交流电桥是一种测量电阻和其他电性参数的常用仪器,它通过比较已知电阻和未知电阻的电流分压来测量未知电阻的值。

交流电桥的应用非常广泛,包括测量电阻值、电导率、绝缘电阻、电容值和电感值等。

这使其成为电子工程师、电力工程师和实验室研究人员等的重要工具。

交流电桥测电容和电阻抗

交流电桥测电容和电阻抗

交流电桥测电容和电阻抗
交流电桥是一种常用的测量电路元件参数的工具。

它可以用来测量电容和电阻阻抗。

本文将介绍交流电桥的原理和使用方法。

原理
交流电桥基于电桥平衡原理,即在平衡状态下,桥路两侧电压相等。

通过调节电桥中的电阻和电容,可以使桥路平衡,从而测量待测电容和电阻阻抗。

使用方法
以下是使用交流电桥测量电容和电阻阻抗的步骤:
1. 将待测的电容或电阻阻抗连接到电桥的两个分支。

2. 调节电桥上的电阻,使桥路平衡。

可以通过观察电桥上的示波器或检流计来判断平衡状态。

3. 读取电桥上的电阻数值,并记录下来。

4. 改变待测电容或电阻阻抗的数值,重复步骤2和步骤3,直到测量得到一系列数值。

5. 分析测量结果,通过计算或绘图来确定待测电容或电阻阻抗的特性。

注意事项
使用交流电桥时,需要注意以下事项:
- 确保电桥的供电电源稳定,以避免影响测量结果。

- 在调节电桥电阻时,应逐步调整,以防止误操作导致损坏电桥或待测元件。

- 使用合适的测量工具进行测量,如示波器或检流计,并校准工具以确保准确性。

- 在测量过程中避免外界干扰,如电磁干扰或噪声,以提高测量的准确性。

结论
交流电桥是一种简单而有效的测量电容和电阻阻抗的工具。

通过正确的使用方法和注意事项,我们可以准确地测量和分析待测元件的参数特性。

使用交流电桥可以帮助我们更好地理解和应用电路元件。

以上是关于交流电桥测电容和电阻阻抗的简要介绍。

希望对您有所帮助!。

交流电桥测电阻的原理和应用

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3344221Z 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。

交流电桥的原理和应用

交流电桥的原理和应用

Z
1ej φ 1·Z3ej φ3=Z2ej φ2· Z4ej φ4

Z
1· Z3 e j( φ1+φ3)=Z2· Z3 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 2Z4
(2)
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
用海氏电桥测量时,其 Q 值为
L
1
Q= =
Rx CnRn
(10)
由式( 10)可知,被测电感 Q 值越小,则要求标准电容 Cn 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 Rn 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 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
件可以写成
Rb〔 1
1 j
Cn
〕 =R a〔
1
1 〕
j Cx
Rn
Rx
整理后可得
Cx=C n Ra
(6)
Rb
Rb
Rx=R n Ra
(7)
而损耗因数为
1
1
D=tg δ =
=
(8)
CxRx
CnRn
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
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

交流电桥的原理和设计

交流电桥的原理和设计

交流电桥的原理和设计交流电桥,又称为魏斯顿电桥,是一种广泛应用于物理实验和电子测量中的仪器。

它用来测量电阻、电容和电感等电学元件的物理性质,以及检测电路中的失效部件。

交流电桥原理是基于魏斯顿电桥而来的,是一种用交流电来进行测量的电桥。

下面将详细介绍交流电桥的原理和设计。

交流电桥的工作原理是通过电桥电路中电阻的比较,来测量未知电阻。

交流电桥由四个电阻组成,分别为R1,R2,R3和R4、其中R1和R2为已知电阻,R3为未知电阻,R4为可变电阻。

当交流电桥平衡时,即R1/R2=R3/R4,可以通过调节R4,使R1/R2=R3/R4,从而得到未知电阻R3的值。

1.电源设计:交流电桥一般使用交流电源供电。

设计交流电桥时,需要选择合适的电源电压和频率,以满足测量需要。

电源电压一般选择在几十伏特至几百伏特之间,频率一般选择在几十赫兹至几千赫兹之间。

2.电路结构设计:交流电桥的电路结构包括电桥电路、检测电路和显示电路。

电桥电路用于进行电阻比较和平衡调节,检测电路用于检测电桥的平衡状态,显示电路用于显示测量结果。

设计时需要考虑电路结构的合理性和稳定性,以提高测量精度。

3.元件选择:4.调节方法:为了保证测量的准确性,交流电桥需要通过调节电阻来实现桥电路的平衡。

可以采用手动调节和自动调节两种方法。

手动调节需要根据电桥的示意图来调节各个电阻的数值,自动调节则可以通过微调开关或电位器来实现。

5.测量方法:测量方法主要包括平衡调节和显示测量结果两个步骤。

平衡调节是通过调节R4来使电桥电路平衡,可以通过示波器或示数表来检测电桥电路的平衡状态。

显示测量结果一般使用数字显示仪表或数码显示器来显示测量结果。

总之,交流电桥是一种用于测量电学元件的重要仪器,采用交流电来进行测量,其原理是基于电桥电路的比较和平衡调节。

设计交流电桥需要考虑电源、电路结构、元件选择、调节方法和测量方法等几个方面。

合理的设计和使用交流电桥可以提高测量精度,满足各种电学元件的测量需求。

交流电桥的原理和应用

交流电桥的原理和应用

交流电桥的原理和应用
交流电桥是一种用于测量电阻、电容、电感和频率等电器元件参数的仪器,它是基于交流电源和一组相互补偿的电阻、电容、电感等元件构成的电路。

交流电桥的原理是根据基尔霍夫电压定律和欧姆定律,通过调节电路中的元件值,使电桥平衡,从而测量未知元件的参数。

1.设定适当的交流电源频率和电压,使其能够满足电桥要求的输入电压。

2.调整电桥平衡电路中的一些元件的值,使电桥接近平衡状态。

3.测量平衡电路中一些电桥节点的电压或电流,并通过调整未知元件来使电桥完全平衡。

4.通过测量未知元件的参数来推导出所需的参数值。

1.电阻测量:交流电桥可以用于测量电阻值,无论是小电阻还是大电阻,都可以通过调节桥路平衡来测量。

2.电容测量:交流电桥可用于测量电容元件的容值,通过调节桥路平衡来测量未知电容的值。

3.电感测量:交流电桥可以用于测量电感器的值,通过调节桥路平衡来测量未知电感的值。

4.频率测量:交流电桥可以用于测量频率,通常应用于频率计和振荡器的校准。

5.温度测量:交流电桥可以用于测量温度传感器的电阻值,从而推导出温度值。

6.线性变化测量:交流电桥可以用于测量传感器的线性变化值,例如压力传感器、压力传感器等。

总之,交流电桥是一种非常常用的电子测量仪器,它能够准确地测量电阻、电容、电感和频率等电器元件参数,并且具有广泛的应用范围。

通过调节桥路平衡来测量未知元件的参数,可以为电子工程师和科研人员提供方便、准确的测量手段,为电器元件的研发和应用提供支持。

用电桥测量电阻、电容与电感

用电桥测量电阻、电容与电感

一、直流电桥
1. 电路
2. 工作原理
当检流计 G 中无电流流过时,电桥达到平衡。

电桥平衡的条件为 R 1 R 4 = R 2 R 3
设 R 1 = R x 为被测电阻,则 Rx=(R2/R4)R3
测量时,先将比臂调到一定比值,然后再调节较臂直到电桥平衡为止。

最常用的单臂直流电桥 ( 惠斯登电桥)用来测量约 1 W 到 0.1M W 电阻。

二、交流电桥
交流电桥用来测量电容和电感。

1. 电路
2. 工作原理
交流电桥平衡的条件为 Z 1 Z 4 = Z 2 Z 3 , 即 | Z 1 | | Z 4 | = | Z 2 | | Z 3 | ,ф1+ф4=ф2+ф3。

为使平衡容易调节,常将两个桥臂设计为纯电阻。

( 1 )当选 Z 2 和 Z 4 为纯电阻时,则 Z 1 和 Z 3 必须同为电感性或电容性。

( 2 )当选 Z 2 和 Z 3 为纯电阻时,则 Z 1 和 Z 4 必须一个为电感性,而另一个为电容性。

1.电容的测量
2. 电感的测量。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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3344221Z 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 =32Z 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 jφ若将电桥的平衡条件用复数的指数形式表示,则可得Z 1ejφ1·Z 3ejφ3=Z 2ejφ2·Z 4ejφ4即 Z 1·Z 3 ej(φ1+φ3)=Z 2·Z 3 ej(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。

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:(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,(2)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图3(a )有损耗电容器的并联等效电路 (b )矢量图U RU CUUC =j ωc I CR U U CI IR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 bCxRa=CnRb最后看到 R x =abR R R n (3) C x =baR 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,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C R I I U C R U 'ω'R C 1''ωCxj 1ωCn j 1ω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=RLω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=RxLω=CnRn1ω(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。

相关文档
最新文档