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單電橋法的測(cè)量原理

更新時(shí)間:2021-02-19      點(diǎn)擊次數(shù):1996

   為測(cè)出電阻率ρ,必須測(cè)出電阻R、截面積S和長(zhǎng)度L。SL不難用各種量具測(cè)出,因此測(cè)電阻率的關(guān)鍵是測(cè)出電阻R。測(cè)量電阻可根據(jù)被測(cè)電阻值的大小和準(zhǔn)確度要求,采用不同測(cè)量?jī)x器和方法。測(cè)量大電阻(電阻值>105Ω)和中電阻(電阻值為1~105Ω),準(zhǔn)確度要求不高時(shí),常用兆歐表、萬用表等儀器測(cè)量。半導(dǎo)體電阻的測(cè)量可用兩探針法、四探針法、高Q表法,范德堡法等。其中四探針法應(yīng)用泛。測(cè)量準(zhǔn)確度要求較高的小電阻(電阻值<1Ω)或用電阻法研究和分析金屬與合金的組織結(jié)構(gòu)變化時(shí),就必須采用精密的電橋法或電位差計(jì)法進(jìn)行測(cè)量。下面介紹一下電橋法的測(cè)量方法。

單電橋法是應(yīng)用電壓降平衡原理,通過標(biāo)準(zhǔn)電阻和已知電阻來求得被測(cè)電阻值。其測(cè)量線路如圖4.2-5所示。被測(cè)電阻Rx與標(biāo)準(zhǔn)電阻RN串聯(lián),與此相對(duì)應(yīng)的并聯(lián)線路中串聯(lián)可調(diào)電阻R1R2。這兩對(duì)并聯(lián)線路中的B點(diǎn)和D點(diǎn)間接有檢流計(jì)G,k'R'是保護(hù)檢流計(jì)用的電鍵和電阻,K2是接通檢流計(jì)用的開關(guān)。電源由E供給,并有開關(guān)K1控制。在電橋設(shè)計(jì)上要使RNRx大致同數(shù)量級(jí),R1R2也相近。在測(cè)試過程中,只需調(diào)節(jié)R1R2,使接通了的檢流計(jì)無電流通過,電橋達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)VAB=VAD,VBC=VDC,即可導(dǎo)出關(guān)系式

 

根據(jù)已知的RN,讀出調(diào)節(jié)電橋平衡時(shí)的R1R2的值。由電橋線路可知,當(dāng)RNRx接近,并在調(diào)節(jié)時(shí)使R1R2之比接近于1,則可提高被測(cè)電阻的精que度。由于單電橋法無需測(cè)出電壓和電流的值來求得Rx,它克服了電壓一電流計(jì)法的缺點(diǎn),故其精度較高。但單電橋法所測(cè)量的被測(cè)電阻 RX,實(shí)際上包含了導(dǎo)線電阻和導(dǎo)線與接線柱間的借出去電阻。這種電阻稱為附加電阻。由此可見,只有當(dāng)被測(cè)電阻比較大,附加電阻引起的誤差可以忽略不計(jì)時(shí),才能保證這種方法的精度。

 

4.2-5 單電橋原理示意圖

所以單橋法通常適用于測(cè)量阻值為1~10Ω的試樣。若被測(cè)電阻較小,特別當(dāng)被測(cè)電阻數(shù)量級(jí)接近附加電阻時(shí),這些附加電阻引起的誤差就相當(dāng)大,因而得不到精que的結(jié)果。在這種情況下,應(yīng)使用雙電橋法。

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