第5章__电气测量课件
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Electrical Measure
第五章 电路参数的测量
第一节 电路参数的测量方法 第二节 直流单电桥 第三节 直流双电桥 第四节 交流阻抗电桥 第五节 变压器比率臂电桥 第六节 带电测温装置 第七节 兆欧表 第八节 接地电阻测量仪 第九节 数字电阻测量仪
本章要点
本章介绍使用单电桥、双电桥和交流 阻抗电桥测量电路参数的原理与方法。 要求能根据参数类型正确选择仪器，掌 握仪器的使用规范与正确的测量步骤。
②用短粗导线将被测电阻Rx接在测量接线柱上，连接处要拧 紧；
③用万用表粗测一下被测电阻，先估计一下它的大约数值。 选择适当的倍率；
④测量时先按“电源”按钮，后按“检流计”按钮，调节平 衡；
⑤ 读数，计算电阻值，被测电阻值=比较桥臂读数盘电阻之 和×倍率；
⑥ 测量完毕，先松开检流计按钮，再松开电源按钮。
仪。
调节桥臂使电桥平衡（指 零仪指零），即可从三个桥 臂的电阻，求得被测电阻值。 测量的准确度决定于桥臂电 阻的准确度。
二、单电桥工作原理
调节单电桥比率臂和比较臂电阻使电桥 平衡，可推出
I1RX I 4 R4 I 2 R2 I3 R3 平衡时 I g 0, I1 I 2, I3 I 4 代入上式 可得
②根据被测电阻范围，选择适当的倍率挡，然后接通 电源和检流计。
③调节读数盘，使检流计指示为零，则电桥处于平衡
状态，此时即可读取被测电阻值。
使用直流双臂电桥时的注意事项如下：
①被测电阻的每一端必须有两个接头线，电位接头应比 电流接头更靠近电阻本身，且两对接头线不能绞在一起；
②选用标准电阻尽量与被测电阻在同一数量级； ③直流双臂电桥的工作电流很大，如使用电池测量时操 作速度要快，以免耗电过多。测量结束后，应立即切断电
安用 法电 测压 量、 电电 阻流
表 即 伏
交流参数
测或用 量功电 交率压 流因、 参数电 数表流
即、 三功 表率 法表
选择适当电感 L(不必为标准电感)，接入标准可变电容 CS（如虚线所示），调回路至谐振，然后接入被测电容 CX
图 伏安法测量电阻
图 三表法测交流阻抗
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第二节 直流单电桥
QJ23型电桥面板装置情况 如图：
比例臂有7档
R0有四个转盘电阻串联 检流计可用内置也可外接高
灵敏检流计
电源电压用直流4.5V
为保证测量结果的准确度测 量时应选择合适的比例臂让 R0“X1000”转盘电阻不为零
使用QJ23型直流单臂电桥测量电阻的步骤如下：
① 使用前先将检流计锁扣打开，并调节其调零装置使指针指 示在零位；
四、QJ23型直流单电桥
SB1 Rx
P 9×1
9×10 R4 9×100 9×1000
0.999 8.902 81.009 409.09 409.09 81.009 8.902 0.999
10－ 3 10－ 2 10－ 1 1 10 102 103
4.5 V
10
SB2
图 QJ23型直流单臂电桥电路
联立求解后可得
为式0,可中以若R从x能电使RR桥12 RR比S1' 率R(1R,臂R0 2'和RR0R比R1'22较,则R2'臂更)(RR电正11' 阻项RR求22' )得( R被0 R测R0 R1'电2 R阻2' )。(RR11'
R2' R2
)
Rx
R2 R1
RS
三、QJ103型双电桥
R1
R2
×100 ×10 ×1 ×0.1 ×0.01 SB1
P
R1
R2
0.11
0.01
R0
Rs
C2 P2 P1
C1
SB2
R
E
图 QJ103型直流双臂电桥电路
QJ103型直流双臂电桥的比较电阻采用滑线电阻结构， 其阻值可在0.01～0.11Ω之间调节，测量时可根据转盘位 置直接从面板刻度上读数。
使用 QJ103型双臂电桥测量电阻的步骤如下：
①先将被测电阻的电流接头和电位接头分别与接线柱 C1、C2和P1、P2连接，其连接导线应尽量短而粗，以减小 接触电阻。
Q = ωL/R 电感的品质因数
在感抗一定的条件下，电阻越小，Q越高，电感 的功率损耗越小，接近于理想电感。
补充2：电容的损耗tanδ
第一节 电路参数的测量方法
电路参数的测量方法
直读法 比较法 谐振法
间接法
阻用 、欧 电姆 容表
、 电 容 表 测 电
利
电补
用
桥偿
谐
法法
振
原
理
测
量
电
感
、
电
容
直流参数
RX
R2 R3
R4
比率臂电阻的比率
比较臂电阻
三、单电桥特点
1.当被测电阻小于10欧时，引线电阻、 电桥连接处接触电阻已经影响到桥臂的 电阻值和测量的准确度。因此测量小于 10 Ω的电阻时，单电桥已不适用，必须 选用双电桥。
2.电桥的平衡条件是通过检流计的电 流 I g 为 0， 所以指零检流计应有足够 的灵敏度。但开始测量时灵敏度不能太 高，以免损坏仪表，只能在接近平衡后 逐步提高它的灵敏度。
兆欧表和接地电阻测量仪是安装、维 修现场所必备工具，要求熟悉它的使用 方法。
变压器比率臂电桥和带电测温装置的 内容，可根据专业选择讲授或布置学生 自学。
第一节 电路参数的测量方法
电路参数：
电阻、电容、电感（互感）
基本参数
电感的品质因数Q 电容的损耗tanδ
wk.baidu.com辅助参数
补充1：电感的品质因数Q 电感线圈的等效电路
源。
四、双电桥特点
1.电位接头的引线电阻与接触电阻包含在比 率臂电阻中，若使比率臂电阻大于10 Ω，则相 比之下引线电阻与接触电阻可略去不计。
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第三节 直流双电桥
一、双电桥电路构成
直流双电桥也是由检流计、比率臂和比较臂组成。 比率臂为两对可同步调节的可调电阻，电流接头C1 、 CS2 之间用一条的粗母线连接。
二、双电桥工作原理
根据双电桥电路的连接方式，可写出以下三个 方程。
I1R1 I S RS I3 R1' I1R2 I S Rx I3 R2' (I S I3 )R0 I3 (R1' R2' )
电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方 式；
电桥有直流和交流之分； 直流电桥主要用于电阻测量； 直流电桥有单电桥（惠斯登电桥）测中值电阻，
双电桥（凯尔文电桥）测低值电阻； 交流电桥可测电阻，还可测电容、电感等；
一、单电桥电路构成
单电桥由四个桥臂组成, 其
中 R2 R3 称为比率臂, R4称为比 较臂, RX为被测电阻, P 为指零
第五章 电路参数的测量
第一节 电路参数的测量方法 第二节 直流单电桥 第三节 直流双电桥 第四节 交流阻抗电桥 第五节 变压器比率臂电桥 第六节 带电测温装置 第七节 兆欧表 第八节 接地电阻测量仪 第九节 数字电阻测量仪
本章要点
本章介绍使用单电桥、双电桥和交流 阻抗电桥测量电路参数的原理与方法。 要求能根据参数类型正确选择仪器，掌 握仪器的使用规范与正确的测量步骤。
②用短粗导线将被测电阻Rx接在测量接线柱上，连接处要拧 紧；
③用万用表粗测一下被测电阻，先估计一下它的大约数值。 选择适当的倍率；
④测量时先按“电源”按钮，后按“检流计”按钮，调节平 衡；
⑤ 读数，计算电阻值，被测电阻值=比较桥臂读数盘电阻之 和×倍率；
⑥ 测量完毕，先松开检流计按钮，再松开电源按钮。
仪。
调节桥臂使电桥平衡（指 零仪指零），即可从三个桥 臂的电阻，求得被测电阻值。 测量的准确度决定于桥臂电 阻的准确度。
二、单电桥工作原理
调节单电桥比率臂和比较臂电阻使电桥 平衡，可推出
I1RX I 4 R4 I 2 R2 I3 R3 平衡时 I g 0, I1 I 2, I3 I 4 代入上式 可得
②根据被测电阻范围，选择适当的倍率挡，然后接通 电源和检流计。
③调节读数盘，使检流计指示为零，则电桥处于平衡
状态，此时即可读取被测电阻值。
使用直流双臂电桥时的注意事项如下：
①被测电阻的每一端必须有两个接头线，电位接头应比 电流接头更靠近电阻本身，且两对接头线不能绞在一起；
②选用标准电阻尽量与被测电阻在同一数量级； ③直流双臂电桥的工作电流很大，如使用电池测量时操 作速度要快，以免耗电过多。测量结束后，应立即切断电
安用 法电 测压 量、 电电 阻流
表 即 伏
交流参数
测或用 量功电 交率压 流因、 参数电 数表流
即、 三功 表率 法表
选择适当电感 L(不必为标准电感)，接入标准可变电容 CS（如虚线所示），调回路至谐振，然后接入被测电容 CX
图 伏安法测量电阻
图 三表法测交流阻抗
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第二节 直流单电桥
QJ23型电桥面板装置情况 如图：
比例臂有7档
R0有四个转盘电阻串联 检流计可用内置也可外接高
灵敏检流计
电源电压用直流4.5V
为保证测量结果的准确度测 量时应选择合适的比例臂让 R0“X1000”转盘电阻不为零
使用QJ23型直流单臂电桥测量电阻的步骤如下：
① 使用前先将检流计锁扣打开，并调节其调零装置使指针指 示在零位；
四、QJ23型直流单电桥
SB1 Rx
P 9×1
9×10 R4 9×100 9×1000
0.999 8.902 81.009 409.09 409.09 81.009 8.902 0.999
10－ 3 10－ 2 10－ 1 1 10 102 103
4.5 V
10
SB2
图 QJ23型直流单臂电桥电路
联立求解后可得
为式0,可中以若R从x能电使RR桥12 RR比S1' 率R(1R,臂R0 2'和RR0R比R1'22较,则R2'臂更)(RR电正11' 阻项RR求22' )得( R被0 R测R0 R1'电2 R阻2' )。(RR11'
R2' R2
)
Rx
R2 R1
RS
三、QJ103型双电桥
R1
R2
×100 ×10 ×1 ×0.1 ×0.01 SB1
P
R1
R2
0.11
0.01
R0
Rs
C2 P2 P1
C1
SB2
R
E
图 QJ103型直流双臂电桥电路
QJ103型直流双臂电桥的比较电阻采用滑线电阻结构， 其阻值可在0.01～0.11Ω之间调节，测量时可根据转盘位 置直接从面板刻度上读数。
使用 QJ103型双臂电桥测量电阻的步骤如下：
①先将被测电阻的电流接头和电位接头分别与接线柱 C1、C2和P1、P2连接，其连接导线应尽量短而粗，以减小 接触电阻。
Q = ωL/R 电感的品质因数
在感抗一定的条件下，电阻越小，Q越高，电感 的功率损耗越小，接近于理想电感。
补充2：电容的损耗tanδ
第一节 电路参数的测量方法
电路参数的测量方法
直读法 比较法 谐振法
间接法
阻用 、欧 电姆 容表
、 电 容 表 测 电
利
电补
用
桥偿
谐
法法
振
原
理
测
量
电
感
、
电
容
直流参数
RX
R2 R3
R4
比率臂电阻的比率
比较臂电阻
三、单电桥特点
1.当被测电阻小于10欧时，引线电阻、 电桥连接处接触电阻已经影响到桥臂的 电阻值和测量的准确度。因此测量小于 10 Ω的电阻时，单电桥已不适用，必须 选用双电桥。
2.电桥的平衡条件是通过检流计的电 流 I g 为 0， 所以指零检流计应有足够 的灵敏度。但开始测量时灵敏度不能太 高，以免损坏仪表，只能在接近平衡后 逐步提高它的灵敏度。
兆欧表和接地电阻测量仪是安装、维 修现场所必备工具，要求熟悉它的使用 方法。
变压器比率臂电桥和带电测温装置的 内容，可根据专业选择讲授或布置学生 自学。
第一节 电路参数的测量方法
电路参数：
电阻、电容、电感（互感）
基本参数
电感的品质因数Q 电容的损耗tanδ
wk.baidu.com辅助参数
补充1：电感的品质因数Q 电感线圈的等效电路
源。
四、双电桥特点
1.电位接头的引线电阻与接触电阻包含在比 率臂电阻中，若使比率臂电阻大于10 Ω，则相 比之下引线电阻与接触电阻可略去不计。
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第三节 直流双电桥
一、双电桥电路构成
直流双电桥也是由检流计、比率臂和比较臂组成。 比率臂为两对可同步调节的可调电阻，电流接头C1 、 CS2 之间用一条的粗母线连接。
二、双电桥工作原理
根据双电桥电路的连接方式，可写出以下三个 方程。
I1R1 I S RS I3 R1' I1R2 I S Rx I3 R2' (I S I3 )R0 I3 (R1' R2' )
电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方 式；
电桥有直流和交流之分； 直流电桥主要用于电阻测量； 直流电桥有单电桥（惠斯登电桥）测中值电阻，
双电桥（凯尔文电桥）测低值电阻； 交流电桥可测电阻，还可测电容、电感等；
一、单电桥电路构成
单电桥由四个桥臂组成, 其
中 R2 R3 称为比率臂, R4称为比 较臂, RX为被测电阻, P 为指零