开尔文双电桥测电阻

　　单电桥桥臂上的导线电阻和接点处的接触电阻约为10-3Ω量级。由于这些附加电阻与桥臂电阻相比小得多，故可忽略其影响。但若用它测１Ω以下的电阻时，这些附加电阻对测量结果的影响就突出了。开尔文双电桥可用于测量10-6Ω～１０Ω的电阻，有效地消减了附加电阻的影响。

　　

　　开尔文双电桥测电阻

　　1）双电桥线路结构及消减附加电阻影响的原理

　　图17—1（ａ）、（ｂ）为双电桥线路结构及其等效电路。双电桥在线路结构上与单电桥有两点显著不同：①待测电阻Rx和桥臂电阻RN（标准电阻）均为四端接法；②增加两个高阻值电阻R3、R4，构成双电桥的“内臂”。

　　

　　四端电阻外侧的两个接点称为电流端，通常接电源回路，从而将电流端的附加电阻折合到电源回路的电阻中。图１７—１中，Ａ1、Ｃ1两接点的附加电阻折入了电源内阻。Ｂ1、Ｂ3两接点用短粗导线相连，设Ｂ1、Ｂ3间附加电阻为R。后面将证明，若R1、R2、R3、R4及RN满足一定条件，即可消减R对测量结果的影响。

　　四端电阻内侧的两个接点称为电压端，通常接高电阻回路或电流为零的补偿回路。图１７—１中，Ａ2、Ｃ2端接触电阻分别并入R1、R2；Ｂ2、Ｂ4端接触电阻分别并入R3、R4。由于R1、R2、R3、R4本身电阻很高，所以这些附加电阻对它们的影响甚微。此外，电压端之间的部分即为低电阻本身，无另外的连接导线，故有效地消除了导线电阻的影响

　　2）双电桥的平衡条件

　　调节平衡，就是调节电阻R1、R2、R3、R4和RN，使Ｂ、Ｄ两处等电位，检流计电流Ｉg＝０。由图１７—１（ｂ）中所示电流方向，考虑到R1》》R1，R2》》R2，R3》》R3，R4》》R4，可列出方程

　　

　　联立求解得

　　

　　式（１７—２）就是双电桥的平衡条件。只要待测低电阻按四端接法接入测量，就可像单电桥那样用式（１７—２）计算Rx了。

　　3）ＱＪ３２型直流单、双电桥的结构及使用

　　

　　双电桥形式、结构及使用虽多种多样，但其原理是一样的。图１７—２和１７—３分别为ＱＪ３２型单双电桥的线路及其作为双电桥使用时的面板接线图。电桥等级：０。０５；量程：双桥为10-5Ω～102Ω，单桥为５０Ω～106Ω；保证准确度等级的测量范围：10-3Ω～105Ω。外接标准电阻ＲN＝0.01Ω和ＲN＝0.001Ω，0.01级。示零器为外接ＡＣ１５／２型检流计。

　　

　　

　　ＱＪ３２型电桥作为双电桥使用时，其示值误差限

　　

　　图１７—４是ＱＪ３２型电桥作为单电桥使用时的接线图。注意，“标准”接线端要用短路片短路。调节Ｒ3（Ｒ1）使电桥平衡，则

　　

　　倍率Ｒ2／Ｒ4的选择原则也是要保证Ｒ3的５个旋钮都用上

　　

　　使用中应注意两点：①初值选定后，应采用“跃接”法启闭面板上的“通”键来观察光标的偏转情况；②注意ＡＣ１５／２型检流计的正确使用。调节电桥平衡应从检流计最不灵敏的×0.01挡开始，逐步过渡到×１挡。