直流雙臂電橋測(cè)量低電阻的實(shí)驗(yàn)原理:
揚(yáng)州市蘇中電力設(shè)備有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)于一體的多元企業(yè),公司主要產(chǎn)品有母線槽、滑觸線、電纜橋架、高低壓試驗(yàn)設(shè)備、儀器儀表等。直流雙臂電橋是我公司代理的銷(xiāo)量不錯(cuò)的產(chǎn)品,其實(shí)驗(yàn)原理如下:
用單臂電橋測(cè)電阻時(shí),未考慮各橋臂之間的連線電阻和各接線端鈕的接觸電阻,這是因?yàn)楸粶y(cè)電阻和各臂的電阻都比較大,導(dǎo)線電阻和接觸電阻(以下稱(chēng)附加電阻)很小,對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響可忽略不計(jì)。附加電阻約10-2W量級(jí),在測(cè)低電阻時(shí)就不能忽略了。
考察接線電阻和接觸電阻對(duì)低值電阻測(cè)量結(jié)果的影響。圖1為測(cè)量電阻Rx的電路,考慮到電流表、毫伏表與測(cè)量電阻的接觸電阻后,等效電路如圖2所示。由于毫伏表內(nèi)阻Rg遠(yuǎn)大于接觸電阻Ri3和Ri4,所以由R=V/I得到的電阻是(Rx+ Ri1+ Ri2)。當(dāng)待測(cè)電阻Rx很小時(shí),不能忽略接觸電阻Ri1和Ri2對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
為消除接觸電阻的影響,接線方式改成四端鈕方式,如圖3所示。A、D為電流端鈕,B、C為電壓端鈕,等效電路如圖4。此時(shí)毫伏表上測(cè)得電壓為Rx的電壓降,由Rx = V/I即可準(zhǔn)確計(jì)算出Rx。
把四端接法的低電阻接入原單臂電橋,演變成圖5所示的雙臂電橋,等效電路如圖6所示。 標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn電流頭接觸電阻為Rin1、R in2,待測(cè)電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、Rix2,這些接觸電阻都連接到雙臂電橋電流測(cè)量回路中,只對(duì)總的工作電流I有影響,而對(duì)電橋的平衡無(wú)影響。將標(biāo)準(zhǔn)電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、Rn2和待測(cè)電阻Rx電壓頭接觸電阻為Rx1、Rx2分別連接到雙臂電橋電壓測(cè)量回路中,因?yàn)樗鼈兣c較大電阻R1、R2、R3、R4相串聯(lián),對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也及其微小,這樣就減少了這部分接觸電阻和導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
實(shí)際上很難做到R1/ R2= R3/ R4。為了減小式(1)中**項(xiàng)的影響,使用盡量粗的導(dǎo)線以減小Ri的值(Ri<0.001W),使式(1)**項(xiàng)盡量小。
如果被測(cè)電阻是一段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體,利用雙臂電橋**測(cè)出其阻值Rx,然后測(cè)出其長(zhǎng)度l和直徑d,利用下式可求得該金屬材料的電阻率。