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單雙臂兩用直流電橋的工作原理與應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù):13 更新時(shí)間:2024-08-26
  單雙臂兩用直流電橋是一種精密的電阻測量儀器,它能夠根據(jù)實(shí)際需要切換為單臂或雙臂測量模式,以適應(yīng)不同精度和范圍的電阻測量需求。以下將從其工作原理及應(yīng)用兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。
  一、工作原理
  單雙臂兩用直流電橋的工作原理主要基于電橋平衡原理,即在一個(gè)由四個(gè)電阻組成的閉合電路中,當(dāng)滿足一定條件時(shí),電路中不會有電流流過,此時(shí)電橋達(dá)到平衡狀態(tài)。根據(jù)測量需求的不同,電橋可以配置為單臂或雙臂形式。
  1.單臂電橋工作原理
  單臂電橋由一個(gè)可變電阻器和一個(gè)固定電阻器組成,通過調(diào)節(jié)可變電阻器的阻值,使電橋兩端的電壓為零,達(dá)到平衡狀態(tài)。此時(shí),根據(jù)歐姆定律,可以計(jì)算出被測電阻的值。單臂電橋適用于測量較小的電阻值,其測量精度受可變電阻器和固定電阻器的精度影響。
  2.雙臂電橋工作原理
  雙臂電橋(也稱為凱爾文電橋)由四個(gè)電阻臂、一個(gè)電源、一個(gè)檢流計(jì)和一個(gè)可調(diào)電阻組成。在測量時(shí),被測電阻Rx與標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn共同形成一個(gè)橋臂,另一個(gè)橋臂則由標(biāo)準(zhǔn)電阻R1和R4組成。Rx和Rn各有兩對端鈕,分別是電流端鈕和電位端鈕。接線時(shí),被測電阻Rx需接在電位端鈕之間,電流端鈕在電位端鈕的外側(cè),以減少接線電阻與接觸電阻對測量結(jié)果的影響。通過調(diào)節(jié)各橋臂電阻,使電橋達(dá)到平衡狀態(tài)(即電流為零),此時(shí)根據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻值和橋臂電阻值,可以計(jì)算出被測電阻的值。雙臂電橋由于具有更高的測量精度和更廣的測量范圍,適用于測量較大的電阻值以及要求高精度測量的場合。
 

 

  二、應(yīng)用
  單雙臂兩用直流電橋因其高精度和靈活性,在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
  1.科研與教學(xué)
  在科研領(lǐng)域,直流電橋被用于精確測量各種材料的電阻率、電導(dǎo)率等電學(xué)性能參數(shù),為材料科學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。同時(shí),在教學(xué)領(lǐng)域,它也是電工學(xué)、材料學(xué)等專業(yè)的重要實(shí)驗(yàn)儀器,用于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和理論知識。
  2.生產(chǎn)實(shí)踐
  在生產(chǎn)實(shí)踐中,直流電橋被廣泛應(yīng)用于測量金屬導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)線電阻、直流分流器電阻等。此外,它還可以用于測量開關(guān)、電器設(shè)備的接觸電阻以及電機(jī)、變壓器繞組的直流電阻等,為產(chǎn)品的質(zhì)量控制和性能評估提供重要依據(jù)。
  3.其他應(yīng)用
  除了上述應(yīng)用外,直流電橋還可以用于溫升試驗(yàn)、材料老化試驗(yàn)等場合,通過測量電阻的變化來評估材料的性能穩(wěn)定性。此外,隨著科技的發(fā)展,單雙臂兩用直流電橋的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展,如在半導(dǎo)體器件測試、電子元器件篩選等領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用。
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