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单电桥法的测量原理

日期:2021-02-19浏览:1130次

为测出电阻率ρ,必须测出电阻R、截面积S和长度LSL不难用各种量具测出,因此测电阻率的关键是测出电阻R。测量电阻可根据被测电阻值的大小和准确度要求,采用不同测量仪器和方法。测量大电阻(电阻值>105Ω)和中电阻(电阻值为1~105Ω),准确度要求不高时,常用兆欧表、万用表等仪器测量。半导体电阻的测量可用两探针法、四探针法、高Q表法,范德堡法等。其中四探针法应用广泛。测量准确度要求较高的小电阻(电阻值<1Ω)或用电阻法研究和分析金属与合金的组织结构变化时,就必须采用精密的电桥法或电位差计法进行测量。下面介绍一下电桥法的测量方法。

单电桥法是应用电压降平衡原理,通过标准电阻和已知电阻来求得被测电阻值。其测量线路如图4.2-5所示。被测电阻Rx与标准电阻RN串联,与此相对应的并联线路中串联可调电阻R1R2。这两对并联线路中的B点和D点间接有检流计Gk'R'是保护检流计用的电键和电阻,K2是接通检流计用的开关。电源由E供给,并有开关K1控制。在电桥设计上要使RNRx大致同数量级,R1R2也相近。在测试过程中,只需调节R1R2,使接通了的检流计无电流通过,电桥达到平衡状态,此时VAB=VADVBC=VDC,即可导出关系式

 

根据已知的RN,读出调节电桥平衡时的R1R2的值。由电桥线路可知,当RNRx接近,并在调节时使R1R2之比接近于1,则可提高被测电阻的精que度。由于单电桥法无需测出电压和电流的值来求得Rx,它克服了电压一电流计法的缺点,故其精度较高。但单电桥法所测量的被测电阻 RX,实际上包含了导线电阻和导线与接线柱间的借出去电阻。这种电阻称为附加电阻。由此可见,只有当被测电阻比较大,附加电阻引起的误差可以忽略不计时,才能保证这种方法的精度。

 

4.2-5 单电桥原理示意图

所以单桥法通常适用于测量阻值为1~10Ω的试样。若被测电阻较小,特别当被测电阻数量级接近附加电阻时,这些附加电阻引起的误差就相当大,因而得不到精que的结果。在这种情况下,应使用双电桥法。

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