电桥(电气化术语)
电桥
电桥的概念:用比较法测量各种量(如电阻、电容、电感等)的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”。如图电路中有一电阻为未知(R2),一对角线中接入直流电源U,另一对角线接入检流计G。可以通过调节各已知电阻的值使G中无电流通过,则电桥平衡,未知电阻R2=R1·R4/R3。
中文名惠斯登桥
外文名Wheatstone bridge
应用学科电气、自动化
别称惠斯通电桥
提出者Samuel Hunter Christie
提出时间1843
基本释义
由电阻、电容、电感等元件组成的四边形测量电路叫电桥。人们常把四条边称为桥臂。作为测量电路,在四边形的一条对角线两端接上电源,另一条对角线两端接指零仪器。调节桥臂上某些元件的参数值,使指零仪器的两端电压为零,此时电桥达到平衡。利用电桥平衡方程Z1Z3=Z2Z4,即可根据桥臂中已知元件的数值求得被测元件的参量 (如电阻、电感和电容)。[1]
常用的电桥有下列几种:[1]
惠斯通电桥
主要用于测量电阻器Rx的电阻值,电桥平衡方程为
,利用已知的R1、R2、R33个电阻值,通过计算即可得到Rx的阻值;
麦克斯韦电桥
用于测量电感器的电感量和电阻值,LxRx分别表示待测电感器的电感和电阻。电桥平衡方程为Lx=R1R4C3,Rx=R1R4/R3,由已知的 R2,R3,R4,C3,便可计算出结果Lx和Rx。
文氏电桥
主要用于测量电容器的电容量及电阻值,待测电容器的电阻、电容由Rx,Cx表示。电桥平衡方程为 Cx=C3R2/R1,Rx=R1R3/R2,由已知的 R2,R3,R1,C3便可计算出结果Cx和Rx。电桥作为一种基本的测量工具,应用广泛,测量的精确度主要取决于指零仪器的精确度。
原理简介
各式电桥 如图,假设四个电阻固定,当s闭合时,若满足:“R3*R2=R1*R4”,即对角的电阻乘积相等,则此时Uad等于0,就是ad间没有电压。利用这个原理,当等式两边四个量中的一个为未知量的时候,如果调节其余三个电阻的值能使得等式成立,那么用公式就可以得到未知量。但是实际上只要等式两边各有一个可以调节的可变电阻,那么另外两个电阻有一个是定值,则余下的另外一个必然可以得到。用这个原理可以做成电阻测量箱。而这个原理用的就是“电桥”的概念,或者说“平衡电桥”的概念。
常用电桥
常用的有惠斯通电桥和凯尔文电桥。
惠斯通电桥
惠斯通电桥测电阻
SB-82 滑线式双臂电桥
电桥是用比较法测量物理量的电磁学基本测量仪器,电桥的种类很多,测量中等阻值(10~10^6欧姆)的电阻要用惠斯登单臂电桥进行测量;若要测量更大阻值的电阻,一般采用高电阻电桥或兆欧表;而要测量阻值较小的电阻,一般采用双臂电桥(开尔文电桥)。电桥准确度高、稳定性好,所以被广泛用于电磁测量、自动调节和自动控制中。惠斯登单臂电桥是最基本的直流单臂电桥。直流单臂电桥路。
凯尔文电桥
凯尔文电桥又称“双臂电桥”。测量10^(-6)~10^2欧姆低电阻的直流电桥。图中R是跨线电阻(包括Rx、Rs两电阻器间的接线电阻、接触电阻及内部连接线电阻),Rs是标准电阻。当调节R1、R2、R3、R4和Rs使桥路中无电流(即灵敏电流计G的指针不偏转)时,将有下列平衡条件成立:R1R2=R3R4和Rx=R1R2Rs。Rx的计算式与R无关,从而可减小接线电阻和接触电阻所产生的误差。
单臂电桥、双臂电桥
单臂电桥:如图a,即只有一个电阻是待求或未知或变化的(不同的用途或领域);
双臂电桥:如图b,即有两个电阻是待求或未知或变化的。
参考资料
- [1] 林崇德,姜璐,王德胜等《中国成人教育百科全书》南海出版公司1994
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