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攜式直流單雙臂電橋
時間:2022-02-08 06:22:01

攜式直流單雙臂電橋,是按照現(xiàn)行《中學理科教學儀器配備目錄》的要求而設計的(配備目錄中的編號為0413)。主要供中等學校物理實驗室進行電阻測量使用。其面板如圖54—1所示。

主要技術指標

1.測量范圍:10-4-106Ω。

保證準確度測量范圍:單橋10—104Ω;雙橋10-2-102Ω。

2.內(nèi)附檢流計電流常數(shù)5×10-7A/mm。

3.內(nèi)附電源:直流6V(干電池四節(jié))。

4.體積:280×200×110mm。

原理與結(jié)構(gòu)

用單電橋測中值電阻時,操作方便,準確度較高。但在進行低值電阻測量時,由于連接導線電阻和接觸電阻都包含在未知橋臂內(nèi),且阻值往往大于被測電阻值,因而會出現(xiàn)很大的誤差。為克服這一弊病,常采用雙臂電路,如圖54—2所示。

測試中,未知電阻采用四端接線法。電流接頭C1、C2,電位接頭P1、P2均不在未知電阻橋臂中。但使R1=R1′,R2=R2′,那么接線電阻和接觸電阻對測量結(jié)果影響甚微,完全可以忽略不計。因此即保證了電橋在測試低值電阻時的準確度。經(jīng)推導可得:

圖54-2中,R1=R1′為比較臂;R3為比例臂;R1=RS′為定值。

工作原理

攜式直流單雙臂電橋電原理圖如圖54-3所示。圖中G為內(nèi)附檢流計,R為平滑調(diào)節(jié)臂,由四只同步十進開關與四十八個電阻線圈構(gòu)成。K1為單橋比例臂,由六只總阻值為1000歐姆的電阻焊在開關上。K2為雙橋比例臂,由四只標準電阻焊在開關上組成。K為電源切換裝置。改變K、K1、K2就能使電橋分別當作單電橋或雙電橋使用。

使用方法

1.首先按表54-3選擇被測電阻的相對應的參數(shù)。

2.選擇電源開關。使用單電橋時,開關置于“單”處,此時電源電壓為6伏,電路串接限流電阻10歐。使用雙電橋時,開關置于“雙”處,電源電壓為1.5伏,線路串接限流電阻0.5歐。需外接電源時,開關置于“關”處,內(nèi)附電源即切斷。

使用內(nèi)接檢流計時

先將“G”端鈕上的連接片放在“外接”位置。調(diào)節(jié)檢流計上方指零旋鈕,使指針指零,每次測量之后,應檢查指針是否偏離。為提高在高阻值測量中的精度,需外接高靈敏度檢流計(如AC15型直流復射式檢流計)時,應將連接片放在“內(nèi)接”位置,外接檢流計接在“外接”兩端鈕上。

單臂電橋的測量

先把雙橋比例臂(雙橋倍率旋鈕)扳向“單”位置,電源選擇開關也扳向“單”位置。將被測電阻接入“Rx1”接線柱兩端。估計被測電阻值,選擇“單橋倍率”的適當數(shù)值。檢查無誤后,先按下檢流計按鈕開關“G”,再按下電源開關“B”(按鈕開關“B”“G”旋轉(zhuǎn)90°可鎖住),調(diào)節(jié)平滑調(diào)節(jié)臂的四支旋鈕,使檢流計指針指“零”。此時電橋平衡,被測電阻值等于:單橋倍率讀數(shù)乘平滑調(diào)節(jié)臂讀數(shù)(歐姆)。

如無法估計被測電阻值,一般將比例臂放在103檔,比較臂放在1000歐上,按下“B”按鈕,然后輕按“G”按鈕后即松開,如檢流計指針晃向“+”的一邊,說明被測電阻大于1000歐,可把比例臂放在104檔,再次接下“B”、“G”按鈕,如果指針仍在“+”邊,可把比例臂放在105檔。如果開始時指針晃向“-”邊,則說明被測電阻小于1000歐,可把比例臂放在102檔或10檔上。如此,可得Rx的大約數(shù)值然后選定倍率,調(diào)節(jié)四個比較臂讀數(shù)盤,使檢流計平衡。

雙臂電橋的測量

先把單橋倍率扳向“雙”位置,電源選擇開關置于“雙”位置。將被測電阻按圖54-4所示聯(lián)接。C1C2為電流端,P1P2為電位端,AB之間為被測電阻,測量方法同單橋,電橋平衡時被測電阻值等于:雙橋倍率讀數(shù)乘平滑調(diào)節(jié)臂讀數(shù)(歐姆)。

為保證測量精度,使用時比較臂應不小于0.01歐。用作單橋時,最好用上比較臂X1讀數(shù)盤。

基本誤差

在保證準確度溫度范圍內(nèi),相對濕度小于80%的條件下,其基本量程內(nèi)允許誤差為:

式中:K為比例系數(shù);R為平滑調(diào)節(jié)臂讀數(shù)示值(歐);a為準確度等級;Δ為電橋基本誤差;ΔR為平滑調(diào)節(jié)臂最小步進一個示值。

單臂電橋≤0.002歐;

雙管電橋電位接線和內(nèi)橋臂電流端接線均≤ 0.02歐。

檢驗方法:用AC15/6型光點檢流計、ZX54型精密直流電阻箱(0.01級)、BZ11型過度標準電阻XO.01歐、XO.1歐(0.01級)、YJ一44型直流穩(wěn)壓電源,采用整體法檢驗,其基本誤差應符合要求。

攜式直流單雙臂電橋的檢驗(示值誤差和絕緣電阻)

示值變差:在保證準確度測量范圍內(nèi)進行。測量前需來回旋轉(zhuǎn)開關位置。對同一被測對象,取其中最大的一次變差為該電橋的示值變差,其變差不應超過0.2歐。

內(nèi)附檢流計

(1)靈敏度檢驗:在規(guī)定的供電電壓設基本量程內(nèi),測量時先使電橋平衡,使檢流計指針指零。然后改變橋臂電阻a%,檢流計指針偏轉(zhuǎn)應不小于1小格(a──準確度等級:單橋 0.2,雙橋0.5)。

(2)阻尼時間:斷電后,指針應在不超過4秒的時間內(nèi)停止。

(3)電流常數(shù):小于5×10-7安/毫米。

(4)機械調(diào)零:調(diào)整(旋動調(diào)零器)檢流計機械調(diào)零器,指針應左右移動大于5格。

耐壓試驗

在環(huán)境溫度+15℃~25℃,相對濕度不大于80%的條件下,電橋電路與外殼間的絕緣強度,應能耐受頻率為50赫,500伏的正弦交流電壓,歷時1分鐘不擊穿。試驗時,升壓、降壓速率約為100伏/秒。

維護修理一

1.當測量低值電阻時,工作電流較大(達3安左右),可接入20安/時以上的蓄電池或直流穩(wěn)壓電源。

2.在測量電感、電路(電機,變壓器等)的直流電阻時,應先按下“B”按鈕,再按“G”按鈕;斷開時,先松開“G”,后松開“B”。

3.使用雙橋時,“B”按鈕應間歇使用,以避免浪費電源。接線柱到被測電阻間連接導線的電阻不得大于0.05歐。

準確度等級

準確度等級:見表54-1。

非基本量程和允許誤差

電橋的非基本量程和允許誤差,見表54-2。

維護與修理二

1.電橋放置時間較長而重新使用時,應將各旋鈕開關轉(zhuǎn)動數(shù)次,以使接觸良好。同時進行電橋絕緣電阻的測試(電橋所有端鈕與外殼間的絕緣電阻不應小于50兆歐)。

2.電橋應存放在10℃-40℃,相對濕度不大于80%的且不含腐蝕氣體的環(huán)境中,使用時應輕拿輕放,搬動時應鎖閉內(nèi)附檢流計(檢流計連接片放在“內(nèi)接”位置)。較長時間不使用時,應將內(nèi)附電池取出。

絕緣電阻:用ZC25-3型兆歐表檢驗,電橋所有端鈕與電橋外殼間的絕緣電阻不應小于50兆歐。

該電橋采用密閉箱式結(jié)構(gòu)。平滑調(diào)節(jié)臂、單雙橋比例臂、檢流計、工作電源和標準電阻均裝于一塊金屬面板上。所有電阻元件均采用優(yōu)質(zhì)漆包錳鋼漆包線,以無感式繞于高頻瓷管上,并經(jīng)過嚴格的人工老化篩選,從而保證阻值穩(wěn)定可靠。設計時考慮到使用方便。可從電橋面板上的平滑調(diào)節(jié)臂示值和倍率檔示值直接讀出被測阻值。

關鍵詞: 電橋

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