單臂電橋的定義
惠斯通電橋(又稱單臂電橋)是一種可以精確測量電阻的儀器。通用的惠斯通電橋電阻R1,R2,R3,R4叫做電橋的四個臂,G為檢流計,用以檢查它所在的支路有無電流。
當(dāng)G無電流通過時,稱電橋達到平衡。平衡時,四個臂的阻值滿足一個簡單的關(guān)系,利用這一關(guān)系就可測量電阻。
惠斯通電橋是由四個電阻組成的電橋電路,這四個電阻分別叫做電橋的橋臂,惠斯通電橋利用電阻的變化來測量物理量的變化,單片機采集可變電阻兩端的電壓然后處理,就可以計算出相應(yīng)的物理量的變化,是一種精度很高的測量方式。
單臂電橋的原理圖

通過電橋調(diào)節(jié)R2、R3、R4 數(shù)值,當(dāng)電橋平衡時有: R=R2X (R3/R4) 從而可以測量出被測電阻。從圖可以看出: Ri 被測電阻包括了引線電阻和接觸面接觸電阻,故實際電阻應(yīng)減去引線電阻和接觸面接觸電阻,被測電阻越小,引線的誤差越大,所以單臂電橋常用來測量1歐以上的電阻,般量程為1~99990 歐。對于開關(guān)接觸電阻一般在微歐級,不宜使用此電橋,因為引線電阻為毫歐級,無法測量,此時可以使用雙臂電橋。。
單臂電橋的使用方法
1、使用前,先把檢流計的鎖扣打開,并調(diào)節(jié)調(diào)零器把指針調(diào)到零位。
2、估計被測電阻近似值,然后參照說明書上的表格選擇適當(dāng)?shù)谋壤郏ū堵剩?,使比例臂可調(diào)電阻的各檔能夠充分利用,以提高其精度。
3、接入電阻時,應(yīng)選擇較粗較短的連接導(dǎo)線,并將接頭擰緊,盡量提高測量精度。
4、在測量電感電路的電阻,如電機、變壓器等)時,應(yīng)先接通電源按鈕,后接通檢流計按鈕,后接通檢流計按鈕。測量結(jié)束后,應(yīng)先斷開檢流計按鈕,再斷開電源按鈕,以免線圈的自感電動勢損壞檢流計
5、電橋電路接通后,如檢流計指針向“+ ”的方向偏轉(zhuǎn),應(yīng)增加比較臂的電阻;反之,如指針向“一”的方向偏轉(zhuǎn),則應(yīng)減小比較臂的電阻。反復(fù)調(diào)節(jié)比較臂電阻使指針指向零位為止。讀出刻度盤電阻值再乘以倍率,即為所測電阻值。
6、電橋使用完畢后,應(yīng)立即將檢流計的鎖扣鎖上,以免在搬動過程中,將懸絲震壞。
7、電池電壓偏低會影響電橋的靈敏度,所以如發(fā)現(xiàn)電池電壓偏低時應(yīng)及時調(diào)換。當(dāng)采用外接電源時,必須注意極性,且勿使電壓超過規(guī)定值,否則可能燒壞橋臂電阻。
單臂電橋的使用注意事項
1、測試前,應(yīng)當(dāng)盡量準(zhǔn)確地初測被測電阻的數(shù)值,這是保護檢流計的重要措施;
2、根據(jù)被測電阻的初測值,正確調(diào)整調(diào)節(jié)比較臂旋鈕和比率臂旋鈕,以保證測量結(jié)果有四位數(shù)的精確度;
3、檢流計一般都有調(diào)零旋鈕,使用前應(yīng)先進行機械調(diào)零。有的檢流計的指針帶有鎖定裝置,不用時將指針鎖定,以免指針無謂的擺動,以致縮短使用壽命對這樣的檢流計,使用前應(yīng)先解除鎖定,指針才能自由擺動。用完后,再把指針鎖定;
4、在接通電源時,務(wù)必先按“B”鍵,再按“G”鍵,測量后,要先斷開“G”鍵,在斷開“B”鍵,這是在測量帶有一定電感性的電阻時,使用電橋的一項基本原則;
5、在調(diào)整比較臂旋鈕時,一定要從低檔位開始,然后再調(diào)高一檔。切不可先調(diào)高檔位。
?單臂電橋的應(yīng)用
惠斯通電橋是一種檢測電路,雖然它的結(jié)構(gòu)簡單 ,但它的準(zhǔn)確度和靈敏度都比較高,在醫(yī)學(xué)診斷和檢測儀器中有廣泛的應(yīng)用。
惠斯通電橋的測量靈敏度在科學(xué)研究,生產(chǎn)應(yīng)用中都具有重大意義?;菟雇姌蛟诋?dāng)代科學(xué)測量中的應(yīng)用非常廣泛,同時也廣泛地被應(yīng)用在自動控制中。
惠斯通電橋也廣泛應(yīng)用在稱重檢測元件上等。

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