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技術(shù)文章

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什么是惠斯登電橋

更新時(shí)間:2014-07-29點(diǎn)擊次數(shù):3135

一、惠斯登電橋(平衡電橋)測(cè)電阻的原理.   

    惠斯登電橋原理圖1中,接通電源,調(diào)節(jié)電橋平衡,即調(diào)節(jié)電橋四個(gè)“臂”R1、R2、R3、Rx,當(dāng)檢流計(jì)G的指針指零,BD兩點(diǎn)電位相等,則有

    式稱為比率k。箱式惠斯登電橋的比率K0.001,0.010.1,1, 10,100
    1000七檔。根據(jù)待測(cè)電阻Rx大小選擇K,調(diào)節(jié)R3使檢流計(jì)G為零,
    Rx = KR3 求出待測(cè)電阻Rx值。

    電流計(jì) B、D兩點(diǎn)電位

    由上式看出,當(dāng)R1R3 = R2Rx時(shí),電流計(jì) B、D兩點(diǎn)電位差Uo=0,電橋處于平衡,這就是惠斯登電橋。

二、箱式惠斯登電橋的結(jié)構(gòu)線路

    (以QJ23型箱式直流單臂電橋?yàn)槔﹫D(a

    分析箱式惠斯登電橋的結(jié)構(gòu)線路.提示當(dāng)比率轉(zhuǎn)換開關(guān)K連接到0.001的擋位時(shí), R1代表一只電阻的值, R2代表7只電阻串聯(lián)值.在不同的擋位時(shí),R1 R2所代表的電阻串聯(lián)值.各不相同.Rx:被測(cè)電阻接線柱R3:由四個(gè)可變電阻箱串聯(lián)組成.每個(gè)可變電阻箱的擋位X1Ω、X10Ω、X100Ω、X1000Ω構(gòu)成.箱式惠斯登電橋的操作法

    1.檢流計(jì)的指針作調(diào)零處理.
    2.
確定待測(cè)量電阻的大致數(shù)值,Rx被測(cè)電阻接線柱間接上被測(cè)量電阻.
    3.
根據(jù)被測(cè)量電阻的大小值選定比率轉(zhuǎn)換開關(guān)K連接的擋位.
    4.
測(cè)量時(shí)用躍接法按下"B""G"按鈕(按下后立即
松開),若指針偏向"+"方向.則增加R3的數(shù)值;若指針偏向"-"方向,則減小R3的數(shù)值,反復(fù)調(diào)節(jié)直至電橋平衡.
    5.
測(cè)量有感電阻(如電機(jī)、變壓器等)時(shí),應(yīng)先接通"B"和后接通"G"按鈕,斷開時(shí)應(yīng)先放開"G"再放開"B".
    6.
使用完畢,必須斷開"B""G"按鈕,并且將檢流計(jì)的聯(lián)接片接在"內(nèi)接"位置,也保護(hù)檢流計(jì).

箱式惠斯登電橋的結(jié)構(gòu)(以QJ23型箱式直流單臂電橋?yàn)槔?/span>
版面布置圖圖(B

三、測(cè)量方法

1.在被測(cè)電阻位置接待測(cè)電阻Rx按惠斯登電橋的操作方法直接測(cè)量.

2.交換測(cè)量法

    當(dāng)比率K不變,RxR3的位置相互交換,得到R3= KRx , R3是交換后電橋平衡的新值,Rx=KR3R3=KRx兩式整理得 

得到的結(jié)果與比率K系統(tǒng)無(wú)關(guān),說(shuō)明此法可以抵消系統(tǒng)誤差的影響

四、惠斯登電橋原理在溫度控制技術(shù)中的應(yīng)用

    惠斯登電橋原理的應(yīng)用:惠斯登電橋可以測(cè)量電阻、電容、電感、溫度、頻率、及壓力等許多物理量,同時(shí)廣泛應(yīng)用在自動(dòng)控制技術(shù)中.

     惠斯登電橋原理在溫度控制技術(shù)中的應(yīng)用若R1、R2、R3為固定電阻,Rx為熱敏電阻,即隨溫度變化的電阻,Rx=R t)。設(shè)室溫t= t0時(shí),Rx= Rx0,當(dāng)溫度t = t0+Δt時(shí),Rx = Rx0+ΔRx,由(4-22-3)式求得電壓Uo為:

    7——4

    在室溫t0時(shí)要預(yù)調(diào)平衡,即調(diào)節(jié)R1、R2R3,使R1R3=R2Rx0,則(4-22-4)式變?yōu)椋?/span>

    7——5

    Rx電阻變化很小,ΔRx<< R1、R2R3,則(4-22-5)式分母中ΔRx項(xiàng)可以略去,(7——5)式變?yōu)椋?/span>

    7——6

    這個(gè)電壓Uo是溫度升高引起的,可以用這個(gè)電壓Uo去控制溫度調(diào)控設(shè)備。

五、惠斯登電橋各橋臂之間的三種典型情況

下面分別進(jìn)行分析討論:

①等臂電橋:R1=R2=R3=Rx0 ,(7——6)式變?yōu)椋?/span>

    7——7

②輸出對(duì)稱電橋(電流計(jì)端等臂),也稱臥式電橋:當(dāng) R1=Rx0,R2=R3,且R1R3,(7——6)式變?yōu)椋?/span>

    7——8

③電源對(duì)稱電橋(電源端等臂),也稱為立式電橋:當(dāng) R1=R2R3=Rx0,且R1R3,(4-22-6)式變?yōu)椋?/span>

    7——9

    由上三式可以看出,當(dāng)ΔRx << R1、R2R3 時(shí),三種電橋的輸出電壓Uo均與成線性關(guān)系.  Rx0、ΔRx相同情況下,等臂電橋、臥式電橋輸出電壓Uo比立式電橋輸出電壓Uo高,故靈敏度也高;而立式電橋測(cè)量范圍大,從(7——9)式中的

     7——10

    項(xiàng)看出可以通過選擇R1、R3來(lái)擴(kuò)大測(cè)量范圍,R1、R3差距越大,Rx測(cè)量范圍也越大。而測(cè)量電壓Uo后,計(jì)算出ΔRx,從而求得Rx= Rx0+ΔRx 。

 

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