直流单臂电桥的工作原理

直流单臂电桥的工作原理

直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如上图所示，图中ac、cb、bd、da四条支路为电桥的四个臂，其中R1（RX）为被测臂，R2、R3构成比列臂，R4称为较臂。在电桥的对角线cd上连接指零仪表（一般是检流计）另一对角线ab上连接直流电源E。

在电桥投入工作时，先接通电源按钮SB，调节电桥的一个臂或几个臂的标准电阻，使检流计指针指示为零，这时，就表示电桥达到平衡。在电桥平衡时，cd两点的电位相等。

则：Uac=Uad, Ucb=Udb

即：I1R1=I4R4, I2R2=I3R3

将这两式相除，得：I1R1/I2R2=I4R4/I3R3

当电桥平衡时，Ig=0

∴I1=I2，I3=I4

代入上式得：

R1R3=R2R4

上式是电桥的平衡条件。它说明：在电桥平衡时，两相对桥臂上电阻乘积等于另外两相对桥臂上电阻的乘积。根据这个关系，在已知三个臂电阻的情况下，就可确定另外一个臂的被测电阻的电阻值。

设被测电阻RX是位于第一个桥臂中，则RX=R2R4/R3。

图1 单臂电桥原理图R1为被测电阻R2、R3、R4为可调电阻P为检流计E为电池。

单臂电桥的使用方法

1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针调到零位。

2、把被测电阻接在" "的位置上。

要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。

3、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。

4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。

5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指"+"，则需增加比较臂电阻，针指向"-"，则需减小比较臂电阻。

6、读取数据：比较臂比率臂=被测电阻

7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。

通过电桥调节R2、R3、R4数值，当电桥平衡时有：R1=R2×（R3/R4）从而可以测量

出被测电阻。从图可以看出：R1被测电阻包括了引线电阻和接触面接触电阻，故实际电阻应减去引线电阻和接触面接触电阻，被测电阻越小，引线的误差越大，所以单臂电桥常用来测量1欧以上的电阻，一般量程为1～99990欧。对于开关接触电阻一般在微欧级，不宜使用此电桥，因为引线电阻为毫欧级，无法测量，此时可以使用双臂电桥。