QJ23直流单臂电桥
直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是测量1Ω～100KΩ欧姆中电阻的一种比较精密的测量仪器。现以QJ23型直流单臂电桥为例，介绍它的面板组成：
1- 待测电阻Rx接线柱 2 - 检流计按钮G
3- 电源按钮B 4 - 检流计
5- 检流计调零旋钮6- 内接、外接检流计转换接线端子
7- 外接电源接线柱8- 比例臂
9- 比较臂
一、QJ23电桥面板结构
1、检流计：当有电流流过检流计时, 指针会发生偏转,流过电流的方向不同, 指针偏转的方向也不同。
2、比例臂旋钮、比较臂旋钮：
分别连接R1以及R2、R3电阻（实际电路中电阻有多组），通过调节旋钮可以选择相应的电阻与之相连接，最后的Rx读数为比例臂和比较臂读数的乘积。
3、调零器：
用以测量前的指针调零工作。必须先将检流计锁扣打开，才能进行调零。4、电源按钮B （可自锁）
4、Rx接线柱：用以连接被测电阻。
5、检流计连接片：
通常放在“外接”位置。为提高在高阻值测量中的精度，需外接高灵敏度检流计时，应将连接片放在“内接”位置，外接检流计接在“外接”两端钮上。
6、检流计按钮开关“G”和电源（按钮）开关“B”：
检流计按钮开关“G”和电源开关“B”按下，并旋转90°可锁住，测量过程中调平衡时按下电压开关（按钮）“B”，然后轻轻按下检流计按钮“G”；在测量具有电感的元件（如线圈）完毕时，需先松开检流计按钮“G”，后松开电源按钮“B”。
二、测量步骤
1.将打开检流计的锁扣(用联接片将“外接”接线柱短路)；
2.调节检流计调零器，将指针调至零位;
3.在不知道被测值大小时，应先用万用表的欧姆档进行估测并计录电阻值;
4.将测试线短接，测量测试线的直流电阻并且记录;
5.连接测量导线（“Rx”与被测电阻）;
6.选择合适的比率臂;
7.根据被测值的大小预设比较臂，使比较臂的四个档位’都能利用上。
8.先按电源按扭B，再按下检流计的按扭G（点接）。
9.根据指针摆动情况，调整比较臂电阻至检流计指向零位，使电桥平衡。若指针向“+”方向偏摆，则需增加比较臂电阻，若针指向“-”方向偏摆，则需减小比较臂电阻。
10.读取数值：被测电阻=比较臂×比率臂测量结果中还应减去测试线的电阻才是实际电阻值。
11.测量完毕后应先断开检流计按钮，后断开电源按钮，否则将因电流的突然接通和断开使被试品的自感电动势造成检流计的损坏（打表针） 12.拆除测试线路:
13.锁上检流计锁扣 (将“内接”接线柱短路、以防搬动过程中损坏检流计)
三、注意事项
1、具有电容的设备进行测量时，应先放电后测量。
2、在不知道被测值大小时，应先用万用表的欧姆档进行估测。
3、在预设比较臂时，除正常预设阻值外， 其它的比较臂档位必须调至零位，以提高测量速度。
4、测量导线应紧固连接，以免接触电阻过大引起测量误差。
5、测量直流电阻时，应将连接导线截面选得大些，尽量缩短长度，接触必须良好，
6、用单臂电桥测量时，测量结果中还应减去测试线的电阻才是实际电阻值。测量完毕，
7、倒换测试线时，必须将变压器线圈放电，以防人身触电。 四、电阻的测量
1. 电阻的分类及测量方法
（1）小电阻：Ω1以下的电阻（直流双臂电桥）。
（2）中值电阻：Ω1-KΩ100的电阻。测量方法有欧姆表法（直接法）、伏安法（间接法）、直流单臂电桥（比较法）。
（3）大电阻：MΩ1.0以上的电阻。（兆欧表）。 2.伏安法测电阻
安培表内接：该方法适用于被测电阻很大（远大于电流表内阻）的情况。 安培表外接：该方法适用于被测电阻很小（远小于电压表内阻）的情况。 3.电桥测电阻
直流单臂电桥主要用来精确测量，适用于中值电阻
****练习题****
1.单臂电桥适用于测量（ ）的电阻值。
A. 1Ω以下
B. 1Ω以上
C. 1Ω--6
10Ω D. 任意 2. 直流电桥使用时应（ ）。
A.先开电源开关后开检流计开关
B.先开检流计开关后开电源开关
C.先开电源开关锁住后开检流计开关
D.先开检流计开关锁住，再开电源开关 3．以下有关直流单臂电桥测电阻时调节电桥平衡的说法中正确的是（ ） A ．电桥平衡时，若指针向“+”方向偏转，应增大比较臂电阻值 B ．电桥平衡时，若指针向“—”方向偏转，应增大比较臂电阻值 C ．电桥平衡时，若指针向“+”方向偏转，应增大比例臂电阻值 D ．电桥平衡时，若指针向“—”方向偏转，应减小比例臂电阻值 4.用QJ23型电桥测量几k Ω的被测电阻时，比例臂应选择（ ） A. 0.01 B. 0.1 C. 1 D.10
5. 某同学用直流电桥来准确测量一个色环电阻(相距较近的三道色环的颜色依次为黄、紫、棕、另一道为金色),则电桥的比例臂应如何选择？比较臂×1000和×100挡位应指在何位置？按下电源按钮后，如果检流计指针稍向“+”方向偏转，需要把比较臂的×1挡阻值如何调节才能使指示为零？
6. 在电子装配中，用万用表的R ×10欧档测量一个电阻，指针指示如图2-2所示 （1）读出万用表所测电阻阻值；
（2）用QJ23直流电桥进行阻值验证。为了测量更精确，电桥比例臂应该选哪一个 （3）某同学选好比例臂后，比较臂R ×1000选1，R ×100选4，R ×10选0，R ×1选0，按下电源和检流计按钮，发现检流计指针向“+”方向偏转，应再如何调整比较臂R ×1的阻值？
∞
10
1520
直流电路章综合测试卷
一、选择题
1.如果发现有人发生触电事故，首先必须（）
A. 尽快使触电者脱离电源
B. 立即进行现场紧急救护
C. 迅速打电话叫救护车
D. 马上报警
2. 带电灭火，不能采用的灭火剂是（）
A．二氧化碳灭火器B．干粉灭火器
C．四氯化碳灭火器D．泡沫灭火器
3. 在380/220V低电压中，人体发生两相触电时，承受的电压是
A. 220V
B. 380V
C. 311V
D. 600V
4. 下列说法正确的是（）
A. 尖嘴钳的手柄上均套有耐压500V的绝缘套管，但在使用中，需在不带电的场合使用
B. 良好绝缘的电工钳，可在额定工作电压500V以下的有电场合使用
C. 剥线钳可用于剥除芯制截面积62
m m以下的塑料线或橡胶绝缘线的绝缘层，故应有直径6mm及以下切口。
D. 活络扳手除用来紧固和松开螺母外，还可以用做锤子或撬棒
5. 通常接地体为钢管或角铁，接地电阻不允许超过()
A．10Ω B．4Ω C．200Ω D．2000Ω
6. 关于试电笔的使用说法错误的是（）
A. 能区分相线和中性线
B. 能区分直流电的正负极
C. 氖管两端电压超过36V就会发光
D. 能区分交流电和直流电
7. MF47型万用表测量直流电流应从那条刻度线读出测量值（）
A．从上向下第一条B．从上向下第二条
C．从上向下第三条D．从上向下第四条
8．下列关于万用表测量电阻的使用不正确的是（）
A．当使用万用表欧姆挡时，不允许带电测量
B．选择量程的原则应尽量使指针偏转到欧姆标尺的中心值最准确
C．正在测量时，当认为量程选择不当时，可当即拨动转换开关选择新挡位
D．测量结束，应将万用表转换开关拨到交流最高电压挡
9. 用万用表测量5.1kΩ电阻时，转换开关应置于（）
A. R×1Ω档
B. R×10Ω档
C. R×1kΩ档
D. R×10kΩ档
10. 下列关于电工工具的使用说法正确的是（）
A. 使用钢丝钳切断导线时，将相线和中性线同时在一个钳口处切断
B. 使用活络扳手搬动小螺母时，手应握在手柄尾端处
C. 使用电工刀剖削绝缘层时刀锋切入并推削的角度均为
45
D. 使用试电笔时，手指必须接触金属笔挂或试电笔顶部的金属螺钉
11．电路中的电流不再经过负载，只经过连接导线直接流回电源，这种状态是()
A．通路B．闭路C．断路D．短路
12. 在电路的基本组成中，用于把其他形式的能量转换为电能的是()
A．电源B．负载C．连接导线D．控制装置
13. 若用电压表测得电源端电压为电源电动势，这说明（）
A. 外电路断路
B.外电路短路
C. 额定工作状态
D. 负载获得最大功率输出时
14．如果将电路中电位为1V的点作为新的参考点，则电路中其余各点的电位将() A．有升有降B．升高C．降低D．部分点电位改变
15. 人们在日常生活中用到的工频交流电是由发电厂的发电机生产的，发电机中形成电流的是（）
A．自由电子B．正电荷C．正、负离子D．电子-空穴对
16．电路如图所示，已知E＝6V，R1＝4Ω，R2＝2Ω，R3＝7Ω，则R1两端的电压为() A．2V B．6V
C．3V D．
4V
第16题图
17. 1KWh电可供“220V，40W”的灯泡正常发光的时间是（）
A. 20 h
B. 40h
C. 45 h
D. 25h
18. 将220V，100W的电炉接入110V的电源上，此电炉实际消耗的功率为（）
A. 100W
B. 50W
C. 25W
D. 200W
19. 电源电动势为2伏特，内电阻为0.1欧姆，当外电路断路时，电路中的电流和端电压分别是（ ）
A. 0A ，2V
B. 20A ，2V
C. 20A ，0V
D. 0A ，0V
20.在闭合电路中，若电源内阻不可忽略，并且变大，则会使（ ）
A 、电流增大
B 、端电压增大
C 、最大输出功率减小
D 、电动势变大 21．有一个电压表其内阻R 0＝1.8kΩ，现在要将它的量程扩大为原来的10倍，则应( ) A ．用18kΩ的电阻与电压表串联 B ．用180kΩ的电阻与电压表并联 C ．用16.2kΩ的电阻与电压表串联 D ．用180kΩ的电阻与电压表串联
第22题
22．电路如图所示，为使输出电压U AB ＝0.1V ，则输入电压U EF 的值是( ) A ．0.1V B ．1V C ．10V D ．100V
23. 白炽灯的灯丝烧断后又搭接在一起，则白炽灯会（ ）
A. 变亮
B. 变暗
C. 时亮时暗
D. 不发光
24．“220V ，40W ”的白炽灯A 和“220V ，100W ”的白炽灯B 串联后接到220V 的电源上，则( )
A ．灯A 较亮
B ．灯B 较亮
C ．两灯一样亮
D ．无法确定
25．如图所示，若已知I ＝0.5A ，R ＝10Ω，E ＝12V ，则A 点电位V A 为( ) A ．17V B ．7V C ．－7V D ．－17V
第25题图
26. 如图所示，Ω===Ω==2,353241R R R R R ，则ab R 是（ ） A. 3 Ω B. 6 Ω C. 9 Ω D. 1 Ω
第26题图
27．基尔霍夫第一定律表明( )
A ．流过任何处的电流为零
B ．流过任一节点的电流为零
C ．流过任一节点的电流的代数和为零
D ．流过任一回路的电流为零
第28题图
28．如图所示，电压U ab 为( ) A ．21V B ．19V C ．16V D ．－16V
29. 一个有源二端网络，测得其开路电压是20V ，短路电流为10A ，则该有源二端网络可以等效为电动势和内阻分别是（ ）的电源。
A.20 V ,2 Ω
B. 20 V , 10Ω
C.10 V ,2 Ω
D.10ｖ，30Ω
30．两只白炽灯HL 1、HL 2，其额定值分别为“220V 、60W” 和“220V 、100W”，将它们串联后接到220V 的电源上，消耗的功率分别为P 1、P 2，若将它们并联后接到同一电路上，消
耗的功率又分别为P 3、P 4，则（ ）
A ．P 4＞P 3＞P 2＞P 1
B ．P 4＞P 3＞P 1＞P 2
C ．P 1＞P 2＞P 4＞P 3
D ．P 2＞P 1＞P 3＞P 4
31．将一个标称值为20W 、300Ω的电阻与一个标称值为25W 、300Ω的电阻串联起来，则其等效电阻及等效电阻的额定功率分别为（ ）
A ．300Ω、20W
B ．600Ω、25W
C ．600Ω、40W
D ．600Ω、20W
32．电路如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，当可变电阻的滑片P 向b 点移动时，电压表V 1的读数U 1与电压表V 2的读数U 2的变化情况是( )
A ．U 1变大，U 2变小
B ．U 1变大，U 2变大
C ．U 1变小，U 2变小
D ．U 1变小，U 2变大
第32题图 第36题图
33．选用指针式万用表的电压量程时，应尽量使指针指示在标尺满刻度的( )
A ．前13段
B ．任意位置
C ．中间13段
D ．后1
3
段
34．电路如图所示，在开关S 闭合与打开时，电阻R 上的电流之比为4∶1，则电阻R 的值为( )
A ．40Ω
B ．20Ω
C ．60Ω
D ．30Ω
第34题图
35．某色环电阻上标有棕、黑、红、金四道色环，则该电阻的标称阻值和偏差为( ) A ．102Ω ±5% B ．1kΩ ±5% C ．100Ω ±5% D ．1kΩ ±10% 36．如图所示电路中，C 点电位是( ) A ．0V B ．－4.8V C ．＋4.8V D ．＋12V 37．如图所示，电路中电流I 为( ) A ．1A B ．2A C ．－1A D ．
0A
第37题图 第39题图 38．由10V 的电源供电给负载1A 的电流，如果电流到负载往返线路的总电阻1Ω，那么
负载的端电压应为( )
A ．11V
B ．8V
C ．12V
D ．9V 39. 如图所示，节点和回路数分别是（ ）
A. 3、3
B. 3、5
C. 4、5
D. 4、7
40. 如图所示的电路中，当R 3阻值减小时（ ） A ．I 减小 B ．I 2增大 C ．U R1增大 D ．U R2减小
E R 0
R 1R 3
R 2I I 2
第40题图 第41题图
41．如图所示，三只白炽灯A 、B 、C 规格完全相同，当开关S 闭合后，白炽灯A 、B 的亮度将( )
A ．A 灯变亮、
B 灯变暗
B ．A 灯变暗、B 灯变亮
C ．A 灯、B 灯都变暗
D ．A 灯、B 灯都变亮
42．如图所示，通过3Ω电阻的电流为( ) A ．8A B ．6A C ．14A D ．
7A
第42题图
43.电路如图，若已知I1=2A，则
I2为( )
A、-1A
B、4A
C、2A
D、-2A
第43题图
44.单臂电桥适用于测量（）的电阻值。
A. 1Ω以下
B. 1Ω以上
C. 1Ω--6
10Ω D. 任意
45. 直流电桥使用时应（）。
A.先开电源开关后开检流计开关
B.先开检流计开关后开电源开关
C.先开电源开关锁住后开检流计开关
D.先开检流计开关锁住，再开电源开关
46．以下有关直流单臂电桥测电阻时调节电桥平衡的说法中正确的是（）
A．电桥平衡时，若指针向“+”方向偏转，应增大比较臂电阻值
B．电桥平衡时，若指针向“—”方向偏转，应增大比较臂电阻值
C．电桥平衡时，若指针向“+”方向偏转，应增大比例臂电阻值
D．电桥平衡时，若指针向“—”方向偏转，应减小比例臂电阻值
47. 用QJ23型电桥测量几kΩ的被测电阻时，比例臂应选择（）
A. 0.01
B. 0.1
C. 1
D.10
48. 可用于500V以下动力和照明线路的固定敷设的铜导线是（）
A. BV系列
B. BVV系列
C. BLV系列
D.RVB系列
49.导线绝缘恢复包扎黑胶带时，黑胶带应与导线保持约（）度倾斜角。
A. 30
B. 45
C.60
D.65
50.关于PTC热敏电阻，下列说法正确的是（）
A.具有正温度系数
B. 具有负温度系数
C.利用某些材料对光的敏感特性制成
D. 电阻值随温度升高而减小
二、简答技能题
1．通常电灯开得愈多，总负载电阻愈大还是愈小？根据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些？为什么？
2．如图所示，小灯泡的规格为6V、50mA。试判断采用哪个图接法，小灯泡能正常发光？
第2题图
3．今有灯A的额定功率为40W，灯B的额定功率为60W，二者额定电压均为110V，能否将它们串联到220V的电源上？请说明理由。
4. 分别画出用伏安法测量小电阻和大电阻的电路图。并回答按上述线路实验是否存在误差？如果有误差，说明测量结果是偏大还是偏小？
5.如图所示为某同学用MF47型万用表测量实训台上插座两孔之间的电压，他依次进行了如下操作：
(1)进行欧姆调零；
(2)根据估算，选择AC500V挡进行测量；
(3)测量中发现指针未指到满刻度2/3以上位置，立即将转换开关拨到AC250V挡进行测量；
(4)指针稳定后，指在图示位置，读出电压为220V并记录；
(5)测量完毕，将万用表水平放置到桌面上。
请分析说明测量过程中的错误之处。
第5题图
6. 用万用表直流电流档测量电流时应怎样把仪表接入电路中？如果表头指针指示在图所示位置，根据表中转换开关选定的测量项目和量程，把读取的数据填入表中。若测量阻值为250Ω的电阻，则欧姆档的倍率为多少？
测量项目和量程50V 0．5 mA 250V R×100
读取的数据
第6题图
7. 某同学用直流电桥来准确测量一个色环电阻(相距较近的三道色环的颜色依次为黄、紫、棕、另一道为金色),则电桥的比例臂应如何选择？比较臂×1000和×100挡位应指在何位置？按下电源按钮后，如果检流计指针稍向“+”方向偏转，需要把比较臂的×1挡阻值如何调节才能使指示为零？
8. 在电子装配中，用万用表的R×10欧档测量一个电阻，指针指示如图2-2所示
（1）读出万用表所测电阻阻值；
（2）用QJ23直流电桥进行阻值验证。为了测量更精确，电桥比例臂应该选哪一个
（3）某同学选好比例臂后，比较臂R×1000选1，R×100选4，R×10选0，R×1选0，按下电源和检流计按钮，发现检流计指针向“+”方向偏转，应再如何调整比较臂R
×1的阻值？
∞
10
15
20
三、计算题
1．如图所示，已知E＝6V，R0＝0.5Ω，R＝200Ω。求开关分别打在1、2、3位置时电压表和电流表的读数。
第1题图
2．有一电源，其电动势E =225V ，内阻r =2.5Ω，外电路由“220V ，40W ”的白炽灯并联组成，如果白炽灯能够正常发光，试求白炽灯的盏数。
3.已知R1=2Ω ，R2=3Ω，R3=6Ω， R4=2Ω，R5=2Ω，S U =12V ，利用戴维宁定理 求流过R5的电流
第3题图
4. 如图所示，E 1=12V, E 2=4V R 1=4Ω，R 2=4Ω,R 3=2Ω,当开关断开和闭合时，分别计算A 、B 两点间的电压U
AB
第4题图
5.如图所示电路，已知E 1＝6V ，E 2＝12V ，E 3＝4V ，R 1＝3Ω，R 2＝6Ω，R 3＝R 4＝2Ω。 求： (1)开关S 打开时，A 点的电位；
(2)开关S 闭合时，A 点的电位及电阻R 1消耗的功率。
第5题图
6．电路如图所示，已知E 1＝36V ，E 2＝48V ，R 1＝6Ω，R 2＝6Ω，R 3＝4Ω。试求：
(1)当S 1闭合，S 2断开时，电压表的读数为多少？电阻R 2上消耗的功率为多少？ (2)当S 1、S 2均闭合时，求电流I 1、I 2和I 3。
第6题图
7.如下图所示，在开关S 断开和闭合的两种情况下，试求A 点的电位。
第7题图
直流单臂电桥 填空题 1．电桥仪器主要分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥按其结构又可分为单臂电桥和双臂电桥。 2．在通常温度下，多数纯金属的电阻其阻值的大小随温度的变化呈线性关系，具有正的电阻温度系数。利用导体材料的这种性质，可以做成电阻式温度计，把温度的测量转换成电阻的测量。 3．康铜、锰钢等合金电阻几乎不随温度变化，利用合金的这一性质，可制成标准电阻。 4．用QJ24箱式电桥测电阻，选择比率的原则是充分利用四个读数转盘，使测 量结果有4位有效数字。 5．用箱式QJ24型直流单臂电桥测量一个阻值约为120欧姆的中值电阻，调节平衡 后电桥示值为1215，则选择的测量比率是 0.1 ，电阻的测量结果为 121.5Ω。 6.用QJ24箱式电桥测电阻温度特性，调节电桥平衡要迅速，电桥平衡时应首先读取温度计的读数，再记录电桥的示值。 思考题 ⒈为什么要先粗测待测电阻的阻值后再接入电桥测量？ R接在电桥的待测臂上，将比较臂转盘各档数值置于待测电阻测量时将待测电阻 x 的标称值或用万用表粗测值的位置，并据此选择合适的比率。以使接通电源和检流计按钮后，检流计指针在量程内接近指零，从而保护检流计不被过电流冲击。 ⒉在铜电阻的R-t曲线图中，其截距的物理意义是什麽？ 铜电阻的R-t曲线图中，其截距的物理意义是铜电阻处于0℃时的电阻值。 ⒊本实验在某一温度点上调节电桥平衡后,为什么要求先读温度后读电桥示值？ 因为待测电阻的阻值与所处的温度环境是动态对应的，调节电桥平衡时的电桥示值，对应于电桥平衡时的某一温度点，此温度点与电桥平衡时待测电阻的阻值相对应。由于实验条件待测电阻所处的温度环境不能达到稳定的热平衡，温度的变化会使电桥随时失衡，因此要先读温度后读电桥示值。 4. 用箱式电桥测电阻，为什么比率要选择得当？选择比率的原则是什么？ 测量时将比较臂转盘各档数值置于待测电阻的标称值或用万用表粗测值的位置，并据此选择合适的比率。接通电源按钮和检流计按钮，依次调节比较臂转盘，直到检流计指零，则根据电桥平衡条件，待测电阻R x＝比率值×R。。因此比率选择要得当，否
趣闻轶事: ?惠斯通电桥不是惠斯发明的 在测量电阻及其它电学实验时，经常会 用到一种叫惠斯通电桥的电路，很多人认 为这种电桥是惠斯通发明的，其实，这是 一个误会，这种电桥是由英国发明家克里 斯蒂在1833年发明的，但是由于惠斯登第一 个用它来测量电阻，所以人们习惯上就把 这种电桥称作了惠斯登电桥. 6 3、、【电脑投影：一些不同类型的电桥】引导学员对电桥分类。 一、直流单臂电桥的分类【电脑板书】 1、模拟式 2、数字式 【学员活动：学员通过观察了解电桥的分类】 二、直流单臂电桥的结构 【教师活动】 【电脑投影：QJ23型直流单臂电桥的外观图片】请大家结合实物 观察电桥的组成。 可以给学 员提供一些 网址，供学 员自己学习 时，以便了 解电桥的最 新发展情 况。 （6分）
【电脑板书】 1、比率臂：有7个档，即?0.001 ?0.01 ?0.1 ?1 ?10 ?100 ?1000 2、比较臂：4个档位，每个转盘有9个完全相同的电阻组成，分 别构成可调电阻的个位、十位、百位和千位，总电阻 从0---9999欧变化，所以电桥的测量范围为 1---9999000欧姆。 3、检流计G（调零）：根据指针偏转，调节电桥平衡 4、按钮：电源按钮B (可以锁定) 、检流计按扭G (点接) 5、接线端子R X ：用于接被测电阻 “内、外”接线柱：内接――锁检流计指针外接――可以测量 【教师活动：电脑投影：单臂电桥的原理图】给予一定的指导。 【学员探究活动：讨论电桥平衡时电路中存在的电压和电流平衡 方程式从而得出电桥的测量原理】 BC AB I I= DC AD I I= AD AB U U= DC BC U U= 2 1R R R R X ? = 电桥的测量原理：【电脑板书】 被测电阻=比率臂ｘ比较臂 学员熟悉 电桥的面板 结构和各部 分组成的作 用，可以更 好的规范使 用电桥。 （10分） 电桥的原 理要求学员 在教师的指 导下，自主 探究电桥的 工作原理。 但推导过程 只作一般了 解。
直流单臂电桥的使用
5 组织教学 引导学员思考：电阻的测量方法和所使用的仪表 1、 学员活动：用万用表测一些给定的电阻值 2、 学员讨论：请你总结一下测量电阻的方法? 它们各是一种什么测量法？ 引言：我们知道电阻的测量，在电气测量中占有重要的地位。 测量方 法可以采用仪表直接测量， 也可以利用欧姆定律间接测量， 但为了得到较高 的测量精度，应用更多的是采用比较测量法，即 用电桥去测量。 单臂电桥主要用来测量各种电机、 变压器及各种电器设备的 直流电 阻。以进行设备出厂试验及故障分析。 直流单臂电桥又称惠斯登电桥， 是测量1欧姆以上中电阻的 一种比 较精密的测量仪器。现以 QJ23型直流单臂电桥为例，介绍 它的结构组成和它的使用。 课前活动 （3 导入新课 2 分） 通过学员 的活动和讨 论，激发学 员对新知识 的渴望，从 而自然地切 入新课教学 教学设计 学员首先 明确电桥的 测量范围和 电桥测量的 意义。 揭示课题 QJ23型直流单臂电桥的使用 新授内容 （45 分） 【教师活动】 1、介绍本节课的知识结构 使学员明 确本次课的 教 学目的和 直流单臂电桥 1、电桥的分类和型号 2 、电桥的结构 j 3、电桥的使用方法 .4、电桥的实 际应用、 要求。 2、介绍惠斯登本人简历及他与电桥有关的趣闻轶事 惠斯登：英国物理理学 家，1802年出生于英格兰 的格洛斯特，青少年时代 受到严格的正规训练，兴 趣广泛，动手能力很强， 1834年被伦敦英王学院骋 为实验物理学教授， 1836 年当选为英国伦敦皇家学 会会员， 1837年当选为法 国科学院外国院士。 1868 年由英王封为爵士，。 增加学员 学习的兴趣 和热情，丰 富课堂教学 的效果。 （4 分）
实验9 直流单臂电桥（惠斯登电桥） 一．目的要求 1.掌握电桥测量电阻的原理和方法。 2.了解电桥的测量精确度所依赖的条件。 3.学会使用箱式电桥。 二．引言 用伏安法测电阻，受所用电表内阻的影响，在测量中往往引入方法误差；用欧姆表测量电阻虽较方便，但测量精度不高。在精确测量电阻时，常使用电桥进行测量。其测量方法同电位差计一样同属于比较测量法。 电桥不仅可以测量电阻，还可以测量许多与电阻有关的电学量和非电学量（把这类非电学量通过一定的手段转换为电学量进行测量），而且在自动控制技术中也得到了广泛的应用。 本实验所讨论的是直流单臂电桥（又称惠斯登电桥），主要是用来测量中等阻值（10～105Ω）电阻的；测量低阻（10～10-5Ω）用直流双臂电桥（又称凯尔文电桥）；测量高阻（106～1012Ω）则用专门的高阻电桥或冲击法等测量方法。 三．原理 1.电阻的测量 直流单臂电桥的原理性电路如图所示。它是由四 个电阻R a 、R b 、R 0、R X 联成一个四边形回路，这四个电 阻称做电桥的四个“臂”。在这个四边形回路的一条对角 线的顶点间接入直流工作电源，另一条对角线的顶点间 接入检流计，这个支路一般称做“桥”。适当地调节R 0值， 可使C 、D 两点电位相同，检流计中无电流流过，这时称 电桥达到了平衡。在电桥平衡时有： R a I a =R b I b R X I X =R 0I 0且 I a =I X , I b =I 0 则上式整理可得： 0b a R R R R X 图9.1 为了计算方便，通常把R a /R b 的比值选作成10n （n=0,±1,±2,…）。令C=R a /R b ，则： R X =C R 0 （9.2） 可见电桥平衡时,由已知的R a 、R b （或C ）及R 0值便可算出R X 。人们常把R a 、R b 称做比例臂，C 为比例臂的倍率；R 0称做比较臂；R X 称做待测臂。 四．仪器用具 AC5/Ⅱ型指针式检流计，比例臂电阻四个（10Ω，100Ω，100Ω，1000Ω），电阻箱，甲电池二节，待测电阻两个，电键两个，滑线变阻器，微安表头一只（量限200μA,内阻700Ω左右），QJ —24型箱式直流电桥，数字繁用表。 五．实验内容 B
直流单臂电桥的工作原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如上图所示，图中ac、cb、bd、da四条支路为电桥的四个臂，其中R1（RX）为被测臂，R2、R3构成比列臂，R4称为较臂。在电桥的对角线cd 上连接指零仪表（一般是检流计）另一对角线ab上连接直流电源E。 在电桥投入工作时，先接通电源按钮SB，调节电桥的一个臂或几个臂的标准电阻，使检流计指针指示为零，这时，就表示电桥达到平衡。在电桥平衡时，cd两点的电位相等。 则：Uac=Uad, Ucb=Udb 即：I1R1=I4R4, I2R2=I3R3 将这两式相除，得：I1R1/I2R2=I4R4/I3R3 当电桥平衡时，Ig=0 ∴I1=I2，I3=I4 代入上式得： R1R3=R2R4 上式是电桥的平衡条件。它说明：在电桥平衡时，两相对桥臂上电阻乘积等于另外两相对桥臂上电阻的乘积。根据这个关系，在已知三个臂电阻的情况下，就可确定另外一个臂的被测电阻的电阻值。 设被测电阻RX是位于第一个桥臂中，则RX=R2R4/R3。 图1 单臂电桥原理图R1为被测电阻R2、R3、R4为可调电阻P为检流计E为电池。 单臂电桥的使用方法 1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针调到零位。 2、把被测电阻接在?的位置上。 要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。 3、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。 4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G（点接）。 5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指?，则需增加比较臂电阻，针指向?，则需减小比较臂电阻。 6、读取数据：比较臂比率臂=被测电阻 7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。 ）从而可以测量R3/R4×（R1=R2数值，当电桥平衡时有：R4、R3、R2通过电桥调节．
直流单臂电桥和直流双臂电桥使用方法及注意事项 电桥是常用仪器，它的主要特点是灵敏度和准确度高，分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥主要用于测量电阻，根据结构不同，又可分为单臂电桥和双臂电桥两种。交流电桥主要用于测量电容、电感和阻抗等参数。万用阻抗电桥兼有直流电桥和交流电桥的功能。I×R 数字测量仪则是一种高性能的自动阻抗测量电桥。 直流单臂电桥 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是一种精密测量中值电阻(1Ω～1MΩ的直流平衡电桥。通常用来测量各种电机、变压器及电器的直流电阻。常用的有QJ23型携带式直流单臂电桥，图1为它的面板图。 图1 QJ23型直流单臂电桥面板图
①直流单臂面板图说明 a、比率臂转换开关共分七挡，分别是 0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000。 b、比较臂转换开关由四组可调电阻串联而成，每组均有九个相同的电阻，分别为九个1Ω，九个10Ω，九个100Ω，九个1000Ω。调节面板上的四个读数盘，可得到0～99990范围内任意一个电阻值(其最小步进值为1Ω)。 c、被测电阻接线端钮。 d、按钮开关。B为电源开关，G为检流计支路开关。电桥不用时，应将G锁住(顺时针旋转)，以免检流计受振损坏。 e、检流计机械调零旋钮。 f、外接电源接线端钮。 g、检流计短路片及内、外接端钮。当使用机内检流计时，短路片应与“外接”端连接。当使用外接检流计时，短路片应与“内接”端连接。外接检流计从“外接”端与公共端接入。 ②单臂直流电桥测量步骤 a、将检流计锁扣打开，调节机械调零旋钮，使检流计指针指向零。 b、接上被测电阻Rx，根据It阻值范围选择适当倍率，使最高倍率(×1000))示数不为零为宜。 c、测量时，先按下电源按钮“B”，再按下检流计按钮“G”， 若检流计指针偏向“+”，则应增大比较臂电阻；若指针偏向“-”，则应减小比较臂电阻。调解平衡过程中不能把检流计按钮按死，待调
QJ23直流单臂电桥 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是测量1Ω～100KΩ欧姆中电阻的一种比较精密的测量仪器。现以QJ23型直流单臂电桥为例，介绍它的面板组成： 1- 待测电阻Rx接线柱 2 - 检流计按钮G 3- 电源按钮B 4 - 检流计 5- 检流计调零旋钮 6- 内接、外接检流计转换接线端子7- 外接电源接线柱 8- 比例臂 9- 比较臂 一、QJ23电桥面板结构 1、检流计：当有电流流过检流计时, 指针会发生偏转,流过电流的方向不同, 指针偏转的方向也不同。 2、比例臂旋钮、比较臂旋钮： 分别连接R1以及R2、R3电阻（实际电路中电阻有多组），通过调节旋钮可以选择相应的电阻与之相连接，最后的Rx读数为比例臂和比较臂读数的乘积。 3、调零器： 用以测量前的指针调零工作。必须先将检流计锁扣打开，才能进行调零。4、电源按钮B （可自锁） 4、Rx接线柱：用以连接被测电阻。 5、检流计连接片： 通常放在“外接”位置。为提高在高阻值测量中的精度，需外接高灵敏度检流计时，应将连接片放在“内接”位置，外接检流计接在“外接”两端钮上。 6、检流计按钮开关“G”和电源（按钮）开关“B”： 检流计按钮开关“G”和电源开关“B”按下，并旋转90°可锁住，测量过程中调平衡时按下电压开关（按钮）“B”，然后轻轻按下检流计按钮“G”；在测量具有电感的元件（如线圈）完毕时，需先松开检流计按钮“G”，后松开电源按钮“B”。 二、测量步骤 1.将打开检流计的锁扣(用联接片将“外接”接线柱短路)； 2.调节检流计调零器，将指针调至零位; 3.在不知道被测值大小时，应先用万用表的欧姆档进行估测并计录电阻值; 4.将测试线短接，测量测试线的直流电阻并且记录; 5.连接测量导线（“Rx”与被测电阻）; 6.选择合适的比率臂; 7.根据被测值的大小预设比较臂，使比较臂的四个档位’都能利用上。 8.先按电源按扭B，再按下检流计的按扭 G（点接）。 9.根据指针摆动情况，调整比较臂电阻至检流计指向零位，使电桥平衡。若指针向“+”方向偏摆，则需增加比较臂电阻，若针指向“-”方向偏摆，则需减小比较臂电阻。 10.读取数值：被测电阻=比较臂×比率臂测量结果中还应减去测试线的电阻才是实际电
单臂电桥的工作原理 （1） 单臂电桥的结构及原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如图1（a ）所示。图中被测电阻R x 和R 2、R 3、R 4三个已知电阻连接成四边形。四个 电阻的连接点a 、b 、c 、d 称为电桥的顶点；由这四个电阻组成的支路ac 、cb 、ad 、bd 称为桥臂。在电桥的两个顶点a 、b 之间（一般称为电桥输入端）接一个直流电源，而在电桥的另外两个顶点c 、d 之间（一般称为电桥输出端）接一个指零仪（检流计）。 当电桥电源接通之后，调节桥臂电阻R 2、R 3和R 4，使c 、d 两个顶点的电位相等，即指零仪两端没有电位差，其电流I g =0，这种状态称为电桥平衡。当电桥平衡时，有 Rx=R 2*R 4 / R 3 上式中，R 2 /R 3称为电桥的比率臂，电阻R 4称为比较臂。当电桥 平衡时，可以由R 2、R 3和R 4的电阻值求得被测电阻R x 。为读数方 便，制造时，使R 2 /R 3的值为十进制倍数的比率，如0.1、1.0、 10、100。等。这样，R x 便为已知量R 4的十进制倍数，便于读取被 测量。 用电桥测电阻实际上是将被测电阻与已知标准电阻进行比较来确定被测电阻值，只要比率臂电阻和比较臂电阻R 2、R 3和R 4足够精确，R x 的测量准确度也就比较高。直流单臂电桥的准确度分 为0. 01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0共8个等级。 由于上式是根据I g =0得出的结论，所以指零仪必须采用高灵 敏度的检 流计，以确保电桥的平衡条件，从而保证电桥的测量精度。 （2） QJ23型单臂电桥
电桥的种类很多，图1是常见的便携式QJ23型单臂电桥 的原理电路和面板图，其准确度为0.2级。比率臂R 2 /R 3 由8 个电阻组成，共有7个挡位，分别为“10-3”、“10-2”、“l0-l”、“1”、“10”、“102”和“103”,示于面板左上方的读数盘上，由转换开关换接。比较臂R 4 由4个可调电阻箱串联组成，这4个电阻箱分别由9个1Ω、9个10Ω、9个100Ω、9个1000Ω的电阻组成，它们示于面板右上方的读数盘上，比较臂R4的值由面板上这4个读数盘所示的电阻值相加而得。调节面板上的读数盘，可得到0～9999Ω范围内任意的电阻值。 （a）原理电路图（b）面板图 图1 便携式QJ23型单臂电桥 l一倍率旋钮；2一比较臂读数盘；3～检流计电桥可用内附检流计，也可用外接检流计。在面板左下方有三个接线柱，使用内接检流计时，用接线柱上的金属片将下面两个接线柱短接。检流计上装有锁扣，可将可动部分锁住，以免搬动时损坏悬丝。需要外接检流计时，用金属片将上面两个接线柱短接（即将内附检流计短接），并将外接检流计接在下面两个接线
直流单臂电桥 填空题 1.电桥仪器主要分为直流电桥和交流电桥两大类.直流电桥按其结构又可分为单臂电桥和双臂电桥 . 2．在通常温度下,多数纯金属的电阻其阻值的大小随温度的变化呈线性关系,具有正的电阻温度系数。利用导体材料的这种性质,可以做成电阻式温度计，把温度的测量转换成电阻的测量。 ３．康铜、锰钢等合金电阻几乎不随温度变化,利用合金的这一性质,可制成标准电阻。 4．用ＱJ24箱式电桥测电阻,选择比率的原则是充分利用四个读数转盘，使测 量结果有4位有效数字。 5．用箱式ＱJ24型直流单臂电桥测量一个阻值约为120欧姆的中值电阻,调节平衡 后电桥示值为１2１5，则选择的测量比率是０。1 ，电阻的测量结果为１21. ５Ω。 6。用QJ２4箱式电桥测电阻温度特性,调节电桥平衡要迅速，电桥平衡时应首先读取温度计的读数，再记录电桥的示值。 思考题 ⒈为什么要先粗测待测电阻的阻值后再接入电桥测量？ R接在电桥的待测臂上,将比较臂转盘各档数值置于待测电阻测量时将待测电阻 x 的标称值或用万用表粗测值的位置,并据此选择合适的比率。以使接通电源和检流计按钮后，检流计指针在量程内接近指零,从而保护检流计不被过电流冲击。 ⒉在铜电阻的R—t曲线图中,其截距的物理意义是什麽？ 铜电阻的Ｒ—t曲线图中,其截距的物理意义是铜电阻处于0℃时的电阻值。 ⒊本实验在某一温度点上调节电桥平衡后,为什么要求先读温度后读电桥示值? 因为待测电阻的阻值与所处的温度环境是动态对应的，调节电桥平衡时的电桥示值,对应于电桥平衡时的某一温度点，此温度点与电桥平衡时待测电阻的阻值相对应。由于实验条件待测电阻所处的温度环境不能达到稳定的热平衡，温度的变化会使电桥随时失衡，因此要先读温度后读电桥示值。 4. 用箱式电桥测电阻，为什么比率要选择得当？选择比率的原则是什么? 测量时将比较臂转盘各档数值置于待测电阻的标称值或用万用表粗测值的位置,并据此选择合适的比率。接通电源按钮和检流计按钮，依次调节比较臂转盘，直到检流计
直流单臂电桥和直流双臂电桥使用方法 及注意事项 电桥是常用仪器，它的主要特点是灵敏度和准确度高，分为直流电桥和交流电桥两大类。直流电桥主要用于测量电阻，根据结构不同，又可分为单臂电桥和双臂电桥两种。交流电桥主要用于测量电容、电感和阻抗等参数。万用阻抗电桥兼有直流电桥和交流电桥的功能。I >R 数字测量仪则是一种高 性能的自动阻抗测量电桥。直流单臂电桥直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是一种精密测量中值电阻（1 Q?1MQ的直流平 衡电桥。通常用来测量各种电机、变压器及电器的直流电阻。常用的有QJ23型携带式直流单臂电桥，图1为它的面板图。 图 1 QJ23 型直流单臂电桥面板图①直流单臂面板图说明a、比率臂转换开关共分七挡，分别是 0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000。b、比较臂转换开关由四组可调电阻串联而成，每组均有九个相同的电阻，分别为九个1Q,九个10Q,九个100Q,九个1000Q。调节面板上的四个读数盘，可得到0?99990 范围内任意一个电阻值（其最小步进值为1Q）。c、被测电阻接线端钮。d、按钮开关。B为电源开关，G 为检流计支路开关。电桥不用时，应将G 锁住（顺时针旋转），以免检流计受振损坏。e、检流计机械调零旋钮。
f、外接电源接线端钮。 g、检流计短路片及内、外接端钮 当使用机内检流计时，短路片应与“外接”端连接。当使用外接检流计时，短路片应与“内接”端连接。外接检流计从“外接” 端与公共端接入。②单臂直流电桥测量步骤a将检流计锁 扣打开，调节机械调零旋钮，使检流计指针指向零。b、接 上被测电阻Rx，根据It阻值范围选择适当倍率，使最高倍率 （X1000））示数不为零为宜。c、测量时，先按下电源按钮“B” 再按下检流计按钮“G；若检流计指针偏向“ +；则应增大比较臂电阻；若指针偏向“-”，则应减小比较臂电阻。调解平衡过程中不能把检流计按钮按死，待调到电桥接近平衡时，才可将检流计按钮锁定进行细调，直至指针调零，电桥达到平衡。d、根据比率臂和比较臂，按下式计算被测电阻Rx的值：Rx=比率臂比率x比较臂电阻使用直流单臂电桥注意事项a、测量前先将检流计指针调零。b、注意测量范围。直流单臂 电桥以测量10- 1MQ电阻为宜。用粗短导线将被测电阻牢固地接至标有“Rx”勺两个接线端钮之间，尤其是测量小电阻时（如小于0.1 Q 时），弓I线电阻和接触电阻皆不可忽略，避免带来很大测量误差。 c、根据被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率。在选择比率臂倍率时，应使比较臂的 4 挡电阻都能用上。这样容易把电桥调到平衡，保证测量结果的有效数字，提高其测量精度。比率臂比率选择如下表3所示。 d、电流线路接通后，按钮不可长时间按下，以免标准电阻
电力设备直流电阻测量试验 一、直流电阻测试的意义 直流电阻试验主要是针对发电机定子、转子绕组，变压器各侧各相绕组，以及电动机绕组等而进行的一种电气试验。通过该试验，可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与绕组的焊接质量，绕组所用导线的规格是否符合设计要求，内部绕组有无断裂等。 二、直流电阻的测量方法 直流电阻的测量现在一般采用电桥法，电桥法又分为单臂电桥法和双臂电桥法。 单臂电桥原理如图：电桥由三个精密电阻及一个待测电阻组成四个桥臂。对角A 、C 两端接电源，B 、D 之间连接一个检流计作"桥"，直接比较两端的电位。当达到平衡时桥两端电位相等，I g =0。此时 1 2R R R R X =。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻 CR R R R R X == 1 2 双臂电桥的基本原理如下图，在单臂电桥的基础上改变接线，再增加一对高电阻，由电路方程解得 )' '( '''121 2 2111 2x R R R R r R R rR R R R R - +++ = 使r 尽量小，并将两对比率臂做成联动机构，尽量使1 2'1' 2R R R R = 则CR R R R R X == 1 2。 式中C 为双臂电桥的倍率 C 1 ＇
三、双臂电桥简介 1、 双倍电桥外型如下图： 图中：1 电流接线柱; 2 电位接线柱; 3 电桥外接下工作电源开关; 4检流计放大器开 关; 5 检流计; 6 检流计调零旋钮; 7 倍率读数旋钮 8 检流计灵敏度调节旋钮 9 粗调旋钮； 10 细调旋钮； 11 电桥工作电源; 12 检流计电源开关 2、QJ44型双臂电桥电路图 四、双臂电桥的使用方法 1、在电池盒内装入1.5V1号手电筒电池6节用作电桥的工作电源、1节9V 电池用做检流计工作电源。如用外接直流电源1.5V~2V 时，电池盒内的1.5V 电池应预先全部取出。 2、“B1”开关扳到通位置，等稳定后，调节检流计指针零位。 3、检查灵敏度旋钮在最低位置。 4、将被测电阻两端接在电桥相应的C1、P1、C2、P2的接线柱上。 5、估计被测电阻值大小，选择适当倍率位置，先按“G ”按钮，再按“B ”按钮，适当调节灵敏度旋钮，观察检流计指针，（注意尽量不要让检流计指针的摆度超过量程，以免打坏指针。）根据检流计指针偏移方向及偏移程度，调节粗调及细调旋钮。具体方法是：假设检流计指针向正方向偏移，先将灵敏度旋钮放至最低位，然后将粗调旋钮指示向大值方向 1 2 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 双臂电桥电路图
单臂电桥原理与应用 测量电阻有多种方法，利用电桥测量电阻是常用的方法之一，它是在电桥平衡的条件下将标准电阻与待测电阻相比较以确定待测电阻的数值.用电桥测电阻具有测试灵敏、测量精确、使用方便等优点，它已广泛用于工程技术测量中. 电桥可分为直流电桥和交流电桥，物理实验中常使用直流电桥.直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥，单臂电桥又称惠斯登电桥，主要用于精确测量中值电阻（1~6 10Ω)；双臂电桥又称开尔文电桥，它只适用于测量1 Ω以下的低值电阻. 【实验目的】 1. 了解单臂电桥的结构，掌握单臂电桥的工作原理. 2. 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻. 3. 掌握逐步逼近的实验方法. 【实验仪器】 直流稳压电源，箱式电桥，检流计，待测电阻几个. 【实验原理】 单臂电桥（即惠斯通电桥）原理图如图1所示.四个电阻12,,,s x R R R R 通过导线连接组成一个四边形，在四边形的两个对角线上分别连接检流计（BD 支路）和电源E （AC 支路）.连接检流计的支路称为“桥路”，它的作用是通过检流计来检测BD 支路中是否有电流，从而判断B,D 两点的电位是否相等.若BD 中有电流，则B,D 两端存在电压（即B D V V ≠），此时电桥不平衡；若BD 支路中无电流，则B D V V =，此时电桥处于平衡状态 . 图1单臂电桥原理图 电桥平衡时有: ,AB AD BC DC V V V V ==.因此得到如下方程： 1122 x x s s I R I R I R I R =?? =? (1) 又因为BD 支路中无电流，故：1x I I =，2s I I =.将其代入（1)式可推得： 1 2 x s R R R R = (2)
单臂电桥的工作原理 （1）单臂电桥的结构及原理 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如图1 （a）所示。图中被测电阻R X和R、R3> R4三个已知电阻连接成四边形。四个电阻的连接点a、b、c、d 称为电桥的顶点；由这四个电阻组成的支路ac、cb、ad、bd 称为桥臂。在电桥的两个顶点a、b 之间（一般称为电桥输入端）接一个直流电源，而在电桥的另外两个顶点c、d 之间（一般称为电桥输出端）接一个指零仪（检流计）。 当电桥电源接通之后，调节桥臂电阻R2、R3和R4,使c、d 两个顶点的电位相等，即指零仪两端没有电位差，其电流I g =0 ，这种状态称为电桥平衡。当电桥平衡时，有 Rx=R2*R4 / R 3 上式中，R2 /R 3称为电桥的比率臂，电阻R4称为比较臂。当电桥平衡时，可以由艮、R3和R的电阻值求得被测电阻R。为读数方便，制造时，使R2 /R 3的值为十进制倍数的比率，如0.1 、1.0、10、100。等。这样，R X便为已知量R4的十进制倍数，便于读取被测量。 用电桥测电阻实际上是将被测电阻与已知标准电阻进行比较 来确定被测电阻值，只要比率臂电阻和比较臂电阻R、R和F4足够精确，R x 的测量准确度也就比较高。直流单臂电桥的准确度分为0. 01 、0.02、0.05、0.1 、0.2、0.5、1.0、2.0 共8个等级。 由于上式是根据I g=0 得出的结论，所以指零仪必须采用高灵敏度的检流计，以确保电桥的平衡条件，从而保证电桥的测量精度。 （2）QJ23型单臂电桥
电桥的种类很多，图1是常见的便携式QJ23型单臂电桥的原理电路和面板图，其准确度为0.2级。比率臂R /R3由8 个电阻组成，共有7个挡 位，分别为“ 10-3”、“ 10-2”、“ 10 -l”、“ 1”、“ 10”、“102”和“ 103” ,示于面板左上方的读数盘上，由转换开关换接。比较臂F4由4个可调电阻箱串联组成，这4 个电阻箱分别由9个1Q、9个10Q、9个100Q、9个1000 Q的电阻组成，它们示于面板右上方的读数盘上，比较臂R 的值由面板上这4个读数盘所示的电阻值相加而得。调节面板 上的读数盘，可得到0?9999 Q范围内任意的电阻值 IOOQX9 （a）原理电路图（b）面板图 图1便携式QJ23型单臂电桥 l 一倍率旋钮；2 一比较臂读数盘；3?检流计 电桥可用内附检流计，也可用外接检流计。在面板左下方有三个接线柱，使用内接检流计时，用接线柱上的金属片将下面两个接线柱短接。检流计上装有锁扣，可将可动部分锁住，以免搬动时损坏悬丝。需要外接检流计时，用金属片将上面两个接线柱短接（即将内附检流计短接），并将外接检流计接在下面两个接线
单臂电桥测量变压器直流电阻操作步骤 1.询问变压器是否退出运行、工作票、安全措施是否全部到位 2.领取单臂电桥、绝缘手套、接地棒、温度计、抹布等，并检查 单臂电桥外观、绝缘手套、接地棒等是否损坏，查看单臂电桥处于外接状态时，检流计是否处于中间零的位置，如果不在，则用起子调至中间零处；把单臂电桥接于内接状态时，检流计是否处于中间零的位置，如果不在，则调节电桥上的调零旋钮进行调整，让检流计处于中间零的位置。 3.在变压器处，先接好接地棒的接地端，并检查是否完好，戴好 绝缘手套，对变压器的高压桩头、低压桩头进行充分放电后，用抹布将高压A、B、C桩头灰尘抹掉， 4.将电桥放置在平稳处，用两根连接线连接电桥的接线端子并旋 紧端子，导线连接线另一端接于变压器的A相与B相，将电桥电源开关调至内接状态，选择倍率按钮，（正常315KV A变压器的直流电阻在3点几个欧姆），倍率选择为10-3。按下B 按钮，让电桥进行充电，时间大约2-3分钟，轻按G按钮，看检流计的指针摆动方向，调节读数盘，使检流计指零，电桥此时平衡，按下G按钮，再次看检流计指针是否摆动，不摆动就是最后的测量电阻值，记下得数后，再次按出G按钮后按出B 按钮，将电桥处于外接状态，戴上绝缘手套进行放电。 5.测量A相C相时，将导线接于A相与C相桩头，将电桥电源 开关调至内接状态，按下B按钮，让电桥进行充电，时间大约
2-3分钟，轻按G按钮，看检流计的指针摆动方向，调节读数盘，使检流计指零，电桥此时平衡，按下G按钮，再次看检流计指针是否摆动，不摆动就是最后的测量电阻值，记下得数后，再次按出G按钮后按出B按钮，将电桥处于外接状态，戴上绝缘手套进行放电。 6.测量B相C相时，将导线接于B相与C相桩头，将电桥电源 开关调至内接状态，按下B按钮，让电桥进行充电，时间大约2-3分钟，轻按G按钮，看检流计的指针摆动方向，调节读数盘，使检流计指零，电桥此时平衡，按下G按钮，再次看检流计指针是否摆动，不摆动就是最后的测量电阻值，记下得数后，再次按出G按钮后按出B按钮，将电桥处于外接状态，戴上绝缘手套进行放电。 7.测量变压器的温度，并记录好温度值。 8.全部测量完毕后，拆除连接导线，收好电桥，绝缘手套，接地 棒，填写好测量数据，并进行计算。 a)见图
一、直流双臂电桥的使用方法 1. 使用方法 1）将FMQJ44的电源线接通市电；或者在QJ44的电池盒内，装入1.5伏1号电池6节和6F22型9V电池2节时，此时电桥就能正常工作。如用外接直流电源1.5~2伏时，电池盒内的1.5伏电池，应预先全部取出。 2）B1（检流计电源开关）板到“通”位置，等稳定后（约5分钟），调节检流计指针在零的位置。 3）灵敏度旋扭应放在最低位置。 4）将被测电阻，按四端连接法，接在电桥相应的C1 ，P1 ，C2，P2 的连接线柱上。 5）估计被测电阻值大小，选择适当的倍率位置，先按下“G”的开关，再按下“B”（电桥工作电源通/断开关），调节步进读数，滑线读数，使检流计指针在零的位置上。 6）如发现检流计灵敏度不够，应增加其灵敏度，移动滑线盘4小格，检流计指针偏离位越一格，就能满足测量要求。在改变灵敏度时，会引起检流计指针偏离零位，在测量之前，应当随时调节检流计零位。 7）被测电阻按下式计算：被测电阻值=倍率读数×步数读数+滑线读数，被测电阻范围与倍率选择按下表进行倍率被测电阻范围（欧姆）×100 1.1~11 ×10 0.11~1.1 ×1 0.011~0.11 ×0.1 0.0011~0.011 ×0.01 0.000011~0.0011
2．注意事项 1）在测量电感电路的直流电阻时，应按下“B”开关，再按下“G”开关，断开时，应先松开“G”，再松开“B” 2）测量0.1欧姆以下阻值时，“B”开关应间歇使用。 3）在测量0.1欧姆以上阻值时。C1，C2，P1，P2的连接线柱到被测量电阻之间的连接导线电阻为0.005欧姆~`0.01欧姆；测量其他阻值时，连接导线电阻可不大于0.05欧姆。4）QJ44使用完毕后，“B”与“G”开关应弹起（断）；“B1”开关板向“断”位置，避免浪费检流计放大器工作电源；FMQJ44使用完毕应及时脱离市电。 5）QJ44如长期搁置不用，应将电池取出。 6）仪器长期搁置不用，在接触出可能产生氧化，造成接触不良，使接触良好，再途上一薄层无酸性凡士林，予以保护。7）电桥应贮放在环境温度+5℃~+45℃。相对湿度小于80%的条件下，室内空气中不应含有能腐蚀仪器的气体和有害杂质。 8）仪器应保持清洁，并避免直接阳光曝晒和剧烈震动。 3、44型携带式FMQJ44型市电式直流双臂电桥线路和结构 1）QJ44双臂电桥面板位置图
教学设计
电桥的测量原理：【电脑板书】 被测电阻=比率臂ｘ比较臂 4、直流单臂电桥的简介 【教师活动】 【电脑投影：QJ23型直流单臂电桥的外观图片】请大 家结合实物观察电桥的组成。 【电脑板书】 1、比较臂：4个档位，每个转盘有9个完全相同的电阻组成，分别构成可调电阻的个位、十位、百位和千位，总电阻从0---9999欧变化，所以电桥的测量范围为1---9999000欧姆。 2、比例臂：有7个档，即 ?0.001 ?0.01 ?0.1 ?1 ?10 ?100 ?1000 3、检流计G （调零）：根据指针偏转，调节电桥平衡 4、按钮：电源按钮B (可以锁定) 、 检流计按扭G (点接) 5、被测臂：接线端子R X 用于接被测电阻 “内、外”接线柱：内接――锁检流计指针 外接――可以测量 电桥的原理要求学生在教师的指导下，自主探究电桥的工作原理。但推导过程只作一般了解。 学生熟悉电桥的面板结构和各部分组成的作用，可以更好的规范使用电桥。 了解内部构造和工作原理有助于学生更好的掌握电桥的使用 通过PPT 展示QJ23型直流单臂电桥的外观图片让学生更直观的了解直流单臂电桥，为以后的实践操作课做好知识储备与兴趣。
5、电桥的使用方法【电脑详细板书】 1、先将检流计的锁扣打开（内外），调节调零器把指针 调到零位。 2、估计被测电阻的大小，选择适当的桥臂比率，使比较臂的四档都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡，并能保证测量结果的4位有效数字。 3、把被测电阻接在“x R”的位置上。 要求用较粗较短的连接导线，并将漆膜刮净。接头拧紧，避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。 4、先按电源按钮B，（锁定）再按下检流计的按钮G （点接）。 5、调整比较臂电阻使检流计指向零位，电桥平衡。若指针指“+”，则需增加比较臂电阻，针指向“-”，则需减小比较臂电阻。 6、读取数据：比较臂?比率臂=被测电阻 7、测量完毕，先断开检流计按钮，在断开电源按钮，然后拆除被测电阻，再将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。 8、发现电池电压不足时应更换，否则将影响电桥的灵敏度。→授课中强调电 桥使用的规范 性，并注重安全 生产教育。 在教学中应根 据学生的知识 储备情况，授课 注重理论联系 生活实际。
直流单臂电桥的原理与使用 摘要：直流电桥是能够精确测得电阻阻值的测量仪表，其应用较为广泛。本文即对直流单臂电桥的原理与测量过程进行了详细的介绍，同时对其使用的相关注意事项进行了总结说明，以供参考。 关键词：直流单臂电桥原理测量过程使用注意 Abstract: DC bridge is able to measure resistance value, which is widely applied. This article is to introduce in details the arm principle and dc electric bridge measurement process, at the same time, sum up the use of the relevant matters attention when using for reference. Keywords: dc electric bridge, principle, arm measurement process, using note 前言：电阻元件是直流电路中最重要的元件之一，有关电阻值的测量方法也多种多样。通常最普遍的方法是直接采用万用表来测量，只不过测量的结果误差较大；实验室里往往采用伏安法来测量，步骤比较烦琐；要想精确的测量电阻阻值，直流电桥是最佳的测量仪表。直流电桥按其功能可分为直流单臂电桥和直流双臂电桥，其中直流单臂电桥主要适合精确测量1Ω以上的电阻，所以使用比较广泛。 1.直流单臂电桥的原理与测量过程 直流单臂电桥又称惠斯登电桥，其原理电路如图2-1所示。图中被测电阻Rx和R1、R2、R3三个已知电阻连接成四边形，四个电阻的连接点a、b、c、d称为电桥的顶点；由这四个电阻组成的支路ac、cd、ab、bd称为桥臂。在电桥的两个顶点a、d之间（一般称为电桥输入端）接一个直流电源，而在电桥的另外两个顶点c、b之间（一般称为电桥输出端）接一个指零仪（检流计）。 当电桥电源接通之后，调节桥臂电阻R1、R2和R3，使c、b两个顶点的电位相等，即指零仪两端没有电位差，其电流Ig =0，这种状态称为电桥平衡。用电桥测电阻实际上是将被测电阻与已知标准电阻进行比较来确定被测电阻值，只要比率臂电阻和比较臂电阻R1、R2和R3足够精确，Rx的测量准确度也就比较高。又根据Ig=0，我们可以知道，指零仪必须采用高灵敏度的检流计，以确保电桥的平衡条件，从而保证电桥的测量精度。 图2-1 直流单臂电桥简易原理图图2-2 直流单臂电桥外形图
一、实验目的 （1）掌握用直流单臂电桥测电阻的原理和方法； （2）掌握线路连接和排除故障的技能； （3）掌握调节电桥平衡的操作方法。 二、实验仪器 滑线式电桥、箱式电桥， 电阻箱，滑线变阻器，待测电阻， 数字万用表，直流稳压电源，开关。 三、实验原理 电桥平衡时（Ig=0）： k 称为比率臂倍率，R0称为比较臂，Rx 称为测量臂。若R0的阻值和倍率k 已知，即可由上式求出Rx 。 四、实验内容与步骤 1、滑线式电桥测电阻 滑线式电桥是将直流单臂电桥的比率臂电阻R1和R2用一根均匀的电阻丝来代替。电阻丝上装一个可以滑动的按键，按下它可将电阻丝分成l1和l2两段，相当于R1和R2，各段长度可以从旁边的米尺读出。根据均匀导线的电阻和长度成正比的关系，有 这就是滑线式电桥的平衡条件 为了消除倍率的误差对测量结果的影响，实验中应在保持l1/l2不变的条件下，交换R0和Rx 再测一次。如电桥平衡时R0变成R0’，则， 交换前 交换后 上式为最后的测量结果。 实验步骤： （1）按原理图接好线路，用数字万用表做检流计（选直流电压2V 档），接于A 、B 之间。 （2）把滑动按键置于电阻丝的中点，使倍率为1。 （3）检查线路后接通电源。调节电桥平衡，方法是：使电阻箱各旋钮都置于“零位”，然后从倍率最大的旋钮开始测试，先旋至较大的阻值，依次减小阻值，直至AB 间的电压值出现最小值，这样就找到了电阻的大约范围。再细调，使AB 间的电压值为零，则待测电阻就等于R0的值。 （4）对换R0和Rx 的位置（注：连接导线不对换），并保持滑动按键位置不动，重测一次，1x R R 102x l R R l =''201x l R R l =102x l R R l =
直流电桥的原理及使用方法 一、教学目的：让员工了解直流电桥的工作原理及QJ84A 数字直流电桥的正确使用方法。 二、教学方法：理论教学与现场实际操作相结合 三、教学时间：90分钟 四、教学内容： 1.直流电桥的作用： 主要是针对发电机定子、转子绕组，变压器各侧各相绕组，以及电动机绕组等而进行的一种电气试验。通过该试验，可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与绕组的焊接质量，绕组所用导线的规格是否符合设计要求，内部绕组有无断裂等。 2.直流电桥的原理： 直流电阻的测量现在一般采用电桥法，电桥法又分为单臂电桥法和双臂电桥法。 单臂电桥原理如图：电桥由三个精密电阻及一个待测电阻组成四个桥臂。对角A 、C 两端接电源，B 、D 之间连接一个检流计作"桥"，直接比较两端的电位。当达到平衡时桥两端电位相等，I g =0。此时 1 2 R R R R X = 。 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电 阻 CR R R R R X ==1 2 双臂电桥的基本原理如下图，在单臂电桥的基础上改变接线，再增加一对高电阻，由电路方程解得 )' '('''121221112x R R R R r R R rR R R R R -+++= C
使r 尽量小，并将两对比率臂做成 联动机构，尽量使12'1'2R R R R = 则CR R R R R X ==1 2。 式中C 为双臂电桥的倍率 3、QJ48A 数字电桥的使用方法： 1、准备: a 、电桥首次使用前，将五节J-D8000型镍氢电池按极性装入电池盒，用外附充电器充电8-14小时，是充电指示灯全亮。 b 、按下“POWER ”电源开关，预热5分钟，等待测量。 2、校准： a 、电桥只有20m Ω量程需要对零点和准确度进行校准，由于校准时 电池消耗电流较大，故校准时间尽量短。其它量程的零点和准确度由电路设计保证，毋需校准。 b 、准确度校准： 1、零位校准：将“RANGE ”量程开关置于“20m Ω”，并按下“ZERO ” 调零键，在按下“METER ”测量键同时调节调零电位器，使显示器示值为0.调零完毕，应将“ZERO ”和“METER ”二键复位。 2、准确度校准：将“RANGE ”量程开关置于“20m Ω”位置，并按下“19.900m Ω”校准键，在按下“”测量键同时调节“”校准电位器，是显示器示值为19.900m Ω.校准完毕，应立即将“”和“”二键复位。值得注意的是，为避免满量程校准时显示器处于溢出临界状态，故校准值用19.900m Ω，而不是19.999m Ω. 3、测量 测量导线的连接 a 、电桥采用四线制测量法，面板上有C1、P1、P2和C2四个接线柱，其中C1、C2为电流端，P1、P2为电位端。电桥由C1、C2给被测试电阻提供测试电流，被测电阻的压降由P1、P2端引入电桥。 b 、测量导线的连接方法如图所示，a 为四引出端电阻器连接方法，如标准电阻器，分流器等，b 为二引出端电阻器连接方法，如线绕电阻器，金属膜电阻器和电线电缆等。 测量量程的选择 根据被测电阻值大小选择适合的量程，显示器同时显示小数点和单位标志。当无法估计被测电阻值时，可从最高量程起依次移向低量程，直到测量值最高位落在显示器千位或万位上，使度数值有足够位数，以确保应有的测量精度。 测量步骤 双臂电桥原理图 G 1 I 1 2 1 I 2 P 2 P ＇ 2 P ＇ 1 P 1 r R 1 C 2 2 C ＇ 1 ＇ I 3 I 2 I 3 I 3 R X E R 2 R R ＇ R ＇