直流电阻测量与原理2017-01

三、测量中注意事项：


用电桥法测量绕组电阻时，由于绕组的电感量较大，须等电流稳 定后，再合上检流计开关，测取读数后拉开电源前，先断开检流 计。测量220KV以上变压器时，在切断电源前，不仅要断开检流 计开关，而且还要将被试品进电桥的测量电压线断开，防止由于 拉闸瞬间的反电势将电桥桥臂电阻间绝缘和电阻对地等部位击穿。 用双臂电桥测量时，与被试品相连的引线一定要四根，且一般 P1、P2对应地压在C1、C2的下面（注意不是直接短接），导线 截面尽可能粗些。 如果将电桥的P1、P2和C1、C2连在一起，引出两根线与被测 电阻相连，则将引线电阻和接触电阻都测进去了；如果电桥引出 四根导线，两根引线共用一个接线夹，与被测电阻用两个夹子连 接，这根夹子电阻和接触电阻又被测进去了。当RX＞10Ω时， 影响不明显，当RX＜0.1Ω时，测量误差就会超过10%，所以， 应用双臂电桥测量电阻时，必须将电桥的电流和电压接头分别对 应地与被测电阻连接。
T＋75 T＋ t
Rt
（Ω ）
式中： R75℃--------75℃ 时的直流电阻值 （Ω） Rt-----------温度为t℃时的直流电阻值（Ω） T-----------常数（铜导线为235，铝导线为225） t--------测量时的环境温度（℃） 若直流电阻差别超标，应根据设备性质、结构进行仔细分析与合理判 断。
（4）适用范围
主要用于10Ω以下的低值电阻测量， 可以获得很高的测量准确度和灵敏度。
（5）QJ44双臂电桥的正确操作

严格按四端子接线，且接触良好。 接通检流计电源“B”，约1分钟后进行指针调零。 检查、确认检流计灵敏度在最低位置。 根据被测电阻的估计值，选择合适的倍率，步进盘与 滑线盘示值。 按下电桥电源“B”按钮并锁住，若被测电阻有充电过 程，必须保证30秒后，点按检流计“G”按钮，发现指 针偏转迅速时，应立即松开“G”按钮，重新调整倍率 或步进盘，再点按“G”按钮，进行粗测。


绕组电阻与温度关系密切，测量时必须准确记录绕 组的平均温度。当绕组温度与绝缘油温度平衡时， 上层油温作为绕组温度，变压器上、下层油温不超 过3℃时，认为绕组温度与油温平衡。 无法测量绕组温度时，测量结果只能用作三相是否 平衡的比较，绝对值值在参考。 为了使测量数据与历史数据相比较，应将不同温度 下测量的电阻换算到 75℃值，以便进行比较。 测量表计的准确度不应低于0.5级，测量引线截面应 尽量粗些，且接触必须良好。
（4）QJ23单臂电桥的正确操作：



根据被测电阻的大致范围和对测量准确度的要求,选用电 桥的量程应大于被测电阻。 如果需要外接直流电源,应根据说明书的要求来选择,一 般电桥的电源电压为3-4.5V。 使用电桥时,先将检流计锁扣打开,若指针不在零位,则应 调节到零位。 连接线路时，将被测电阻RX接到标到RX的接线柱上， 测量引线应选择较粗较短的连接导线，并将接头拧紧， 接触不良时，将使电桥的平衡不稳定，甚至可能损坏检 流计，所以要特别注意。 如果要外接电源，则电源正极应接电桥的“＋”端组， 电源负极应接电桥的“－”端组。 估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率。比率臂的 选择应使比较臂的四个档都能用上，以使电桥易于调节 平衡，并可保证测量结果的有效性。
一、测量直流电阻的目的和意义



电阻是基本的电气参数之一，它常在直流条件下测量， 在直流下测量的电阻称为直流电阻。 线圈直流直流电阻的测量是变压器类试验中既简便， 又重要的一个试验项目。 通过线圈直流电阻的测定，可以检查出线圈内部导线 接头的焊接质量、引线与线圈接头的焊接质量、分接 开关、套管与引线间的焊接是否良好、分接开关各个 分接位置接触是否良好、载流部分有无开路或断路的 情况以及线圈有无断路现象等。所以无论是在交接或 者预防性试验时，都是必要的测试项目之一，并且在 主变压器因继电保护动作，切断电流后，也都进行此 项试验。
A
R3 G
ί1
3 D
G
ί2
3 R4
B E
B
（2）工作原理:



当R1上电压降等于R2上电压降时则A、B两点之间没 有电位差，即检流计中没有电流流过，此时ί1流经R1 和R3，ί2流经R2和R4，电桥达到平衡。当电桥平衡 时UCA＝UCB UCA＝R1×UCD∕R1＋R3 UCB＝R2×UCD∕R2 ＋R4 R1∕R1＋R3＝R2∕R2＋R4 R1×R4＝R2×R3 则 R1＝R3∕R4 ×R2 若将R1换成被测电阻RX，并将R3和R4做成一定比例 的可调电阻（10 n），R2为平滑的可调电阻，调节R2 使电桥达到平衡，则： RX＝R3∕R4 ×R2 ＝ｍ×R2。
（3）QJ44电桥为什么会排除引 线电阻和接触电阻的影响



RX和RN的电压端的引线电阻和接触电阻分别和大于10Ω（至少等于 1Ω）的桥路电阻串联，虽然可能影响R1R4－R2 R3＝0的条件，但 R1R4－R2 R3很小。 RX和RN各有一个电流端的引线电阻和接触电阻，在电源回路中只影响 工作电流的大小，对测量结果无影响。 RX和RN另一个电流端的接线电阻和接触电阻与小电阻r串联，如果能 满足 R1R4－R2 R3＝0的条件，则对测量结果无影响，如果由于某种原因 （例如上述电压端引线电阻和接触电阻的影响），使得R1R4－R2 R3 稍偏离零值，则将引起测量结果的误差，但由于r是粗导线做成的，阻 值很小，故 r∕R3（r＋R2＋R4）很小，而R1R4－R2 R3也很小，两者之积更小， 所以（4）中附加项是一个很小的量，对测量结果的影响可忽略不计。 由此可知，直流双臂电桥可以较好地排除引线电阻和接触电阻的影响， 使测量小电阻得到精确度较高的结果。
直流电阻 测量与原理
目

录




一、测量直流电阻的目的和意义 二、直流电阻的测量原理 1、惠斯顿电桥法 （1）原理接线 （2）工作原理 （3）适用范围 （4）QJ23单臂电桥的正确操作 2、凯尔文电桥法 （1）原理接线 （2）工作原理 （3）QJ44电桥为什么会排除引线电阻和接触电阻的影响 （4）适用范围 （5）QJ44双臂电桥的正确操作 三、测量中注意事项 四、测量结果的分析判断




当检流计指针偏转不超过±10刻度时，可锁住“G”按 钮，通过滑线盘或步进盘调节，使电桥初步平衡。 缓慢增加检流计灵敏度（指针偏转不超过±10刻度）。 仅用滑线盘反复调节平衡，直至检流计灵敏度最大且 平衡。 若用滑线盘不能平衡，则应先降低检流计灵敏度，在 改变步进盘示值，并保证（步进盘2＋滑线盘2）＝ （步进盘1＋滑线盘1），提高灵敏度，用滑线盘实现 最终平衡。 测量完毕，将检流计灵敏度旋至最低位置，再松开 “G”按钮，最后松开“B”按钮，关断检流计电源。 准确读数，RX＝倍率×（步进盘示值＋滑线盘示 值）。
1
1
g
1
2
2
C2
RX IX R0
I2 C1 r
B E
E
2
Pn1 Cn1
RN Cn1 IN B
＋
－
（2）工作原理：



当电桥平衡时，A、B两点等电位，即Ig＝0，R1、R3中流过电流I1,R2、 R4中流过电流I2，根据克希荷夫电压定律可得方程组： IXRX＋I2 R2＝I1 R1----------------------(1) I2R4＋IXRN＝I1 R3-----------------------(2) 电桥平衡时IX＝IN I2（R2＋R4）＝(IX－I2) r--------------(3) 解以上方程得： RX＝R1RN／R3＋r（R1R4－R2R3）／R3（r ＋R2＋R4）-----（4） 由于电桥采用了机械联动的转换开关，从而保证了调节过程中 R1＝R2， R3 ＝R4，也保证了R1R4－R2 R3＝0。 因此RX＝R1RN ／R3 -------------（5） 这样，RX与标准电阻RN到RX之间的引线电阻无关， 而仅决定于R1／R3值， 从（4）中也可以看出测量精度受后一部分r（R1R4－R2R3）／R3（r ＋R2＋R4）影响。

谢谢大家
（3）适用范围：

由图可见RX包括引线电阻在内，故实际电阻 等于RX减去引线电阻，当被测电阻越小，则 引线电阻造成的测量误差越大，因此应尽量 减小引线电阻的影响。当QJ23电桥测低值电 阻时，由于连接导线电阻及连接与电桥端子 之间的接触电阻的影响不能忽略而造成测量 误差，为此QJ23单臂电桥适用于测量10Ω以 上的电阻。
二、直流电阻的测量原理

惠斯顿电桥法（QJ23直流单臂电桥） （1）原理接线 图中： RX —被测电阻 ί1 R2 —标准电阻 R0 —限流电阻 ί2 E —直流电源 G—检流计 B —电源开关按钮 G —检流计开关按钮 R3、R4—电桥比率臂电阻
R1 C 3 R2 3 R0
二、凯尔文电桥法（QJ44直流双 臂电桥）

原理接线图：图中：R1、R2、R3 、R4 —电桥比率臂电阻； RN —标准电阻G R1 R3 RX —被测电阻； R0 —限流电阻； G1 —检流计； I G B —电源按钮； I G—检流计按钮； P1、P2 —电桥电压接头； G P Pn R R4 C1、C2 —电桥电流接头 P



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测量时将“电源按钮B”按下锁住，然后按下“检流计按钮 G”，若此时指针按正方向偏转，则应加大比较臂电阻，反 之，则应减小。如此反复调节，直到检流计指到零位为止。 在调节电阻过程中，电桥还未接近状态时，通过检流计的 电流可能很大，因此，这时不应使检流计按钮G旋紧，只 能在每一调节时，短时按下按钮，观察平衡情况，当检流 计偏转不大时，便可旋紧按钮反复调节。 在具有电感性元件的测量过程中（如变压器等），应特别 注意先按下电源按钮B，再按下检流计按钮G，测量完毕 后，应先放松检流计按钮G，再放松电源按钮B。否则将 因电源的突然接通和断开产生较大的自感电势，使检流计 损坏。 读取数据，被测电阻RX＝倍率×比较臂电阻－测量引线 电阻 使用完毕后，应将检流计锁住，防止机械振动，而损坏检 流计。 对具有电容的设备进行测量时，应先行放电后再测量。
总之，影响测量准确度的因素很 多，如表计、引线、温度、接触 情况和稳定时间等，在实际测量 中应引起注意。
四、测量结果的分析与判断

先对测量结果进行横向比较，其相互间的最大差别应符合相关规程规定。 纵向比较时，应将测量结果与以前测量结果相对变化也应符合要求。 因为电阻有着密切的关系，为便于比较，必须换算到同一温度，一般以75℃ 为准，其换算公式如下： R75℃ ＝