雙電橋法的測量原理

雙電橋法是目前測量金屬電阻應(yīng)用廣泛的一種方法。

它用于測量小電阻（10-2~10-6Ω）。圖4.2-6繪出了雙電橋電路圖。和單電橋相比看出，分路ABC中串聯(lián)了兩個(gè)高電阻R1和R2，這和單電橋相同。所不同處是：被測電阻Rx和標(biāo)準(zhǔn)電阻RN之間加人另一個(gè)并聯(lián)支路EDF，其中串聯(lián)了兩個(gè)大電阻R3和R4，并將檢流計(jì)的一個(gè)接點(diǎn)連接在R3和R4之間的D點(diǎn)。電橋平衡是通過調(diào)節(jié)四個(gè)高電阻R1、R2、R3和R4來實(shí)現(xiàn)的。在電橋設(shè)計(jì)上，每個(gè)高電阻通常大于50Ω，且R1=R3，R2=R4,并還需要在結(jié)構(gòu)上保持R1與R3成聯(lián)動，R2與R4成聯(lián)動。同時(shí)要使連接Rx與RN之間的導(dǎo)線EF的電阻盡可能地小。如此就可使電橋中的分路電流I1和I2很小，而I3相對大得多。測量時(shí)調(diào)節(jié)可變電阻，使檢流計(jì)中無電流通過，即在電橋達(dá)到平衡時(shí)可以導(dǎo)出

根據(jù)上式，R1、R2和RN為已知，即可求出被測電阻RX值。為提高被測電阻值的精que度，測量時(shí)盡可能使R1R2之比接近于1，RN接近Rx。

圖4.2-6 雙電橋測量原理示意圖

從上述電路原理，可以分析出雙電橋法的兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：附加電阻的影響很小以及能靈敏地反映被測電阻微小的變化。在圖示電流方向的情況下，在分電路EDF中，D點(diǎn)被l2R3+I2Ro（Ro為附加電阻）所決定，由于I2很小，Ro<R3，因此ED線路中的導(dǎo)線電阻與接線柱間的接觸電阻對D點(diǎn)影響很小。在改變電流流動方向時(shí)，DF線路中附加電阻的影響很小。同理，在ABC分路中，由于I1很小，附加電阻對B點(diǎn)的影響很小，所以雙電橋中附加電阻對測量的影響可以忽略不計(jì)。由于Rx小，EF中的電阻極小，所以流經(jīng)被測電阻Rx（AE）的I3和I1、I2相比要大得多，于是Rx有一個(gè)微小的變化，即能顯著地影響B點(diǎn)和D點(diǎn)的電位，從而使雙電橋能精que地測出試樣電阻值的變化。操作足夠熟練時(shí)，在雙電橋上能以0.2%~0.3%的精que度測量大小為10-4~10-3Ω左右的電阻。