直流双臂电桥测量低电阻的实验原理:
扬州市苏中电力设备有限公司是一家集研发、生产、销售、服务于一体的多元企业,公司主要产品有母线槽、滑触线、电缆桥架、高低压试验设备、仪器仪表等。直流双臂电桥是我公司代理的销量不错的产品,其实验原理如下:
用单臂电桥测电阻时,未考虑各桥臂之间的连线电阻和各接线端钮的接触电阻,这是因为被测电阻和各臂的电阻都比较大,导线电阻和接触电阻(以下称附加电阻)很小,对测量结果的影响可忽略不计。附加电阻约10-2W量级,在测低电阻时就不能忽略了。
考察接线电阻和接触电阻对低值电阻测量结果的影响。图1为测量电阻Rx的电路,考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后,等效电路如图2所示。由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,所以由R=V/I得到的电阻是(Rx+ Ri1+ Ri2)。当待测电阻Rx很小时,不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量结果的影响。
为消除接触电阻的影响,接线方式改成四端钮方式,如图3所示。A、D为电流端钮,B、C为电压端钮,等效电路如图4。此时毫伏表上测得电压为Rx的电压降,由Rx = V/I即可准确计算出Rx。
把四端接法的低电阻接入原单臂电桥,演变成图5所示的双臂电桥,等效电路如图6所示。 标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、R in2,待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、Rix2,这些接触电阻都连接到双臂电桥电流测量回路中,只对总的工作电流I有影响,而对电桥的平衡无影响。将标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2和待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2分别连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R1、R2、R3、R4相串联,对测量结果的影响也及其微小,这样就减少了这部分接触电阻和导线电阻对测量结果的影响。
实际上很难做到R1/ R2= R3/ R4。为了减小式(1)中**项的影响,使用尽量粗的导线以减小Ri的值(Ri<0.001W),使式(1)**项尽量小。
如果被测电阻是一段粗细均匀的金属导体,利用双臂电桥**测出其阻值Rx,然后测出其长度l和直径d,利用下式可求得该金属材料的电阻率。