雙電橋法的測量原理

雙電橋法是目前測量金屬電阻應用廣泛的一種方法。

它用于測量小電阻（10^-2~10^-6Ω）。圖4.2-6繪出了雙電橋電路圖。和單電橋相比看出，分路ABC中串聯(lián)了兩個高電阻R₁和R₂，這和單電橋相同。所不同處是：被測電阻R_x和標準電阻R_N之間加人另一個并聯(lián)支路EDF，其中串聯(lián)了兩個大電阻R3和R4，并將檢流計的一個接點連接在R₃和R₄之間的D點。電橋平衡是通過調(diào)節(jié)四個高電阻R₁、R₂、R₃和R₄來實現(xiàn)的。在電橋設計上，每個高電阻通常大于50Ω，且R₁=R₃，R₂=R₄,并還需要在結構上保持R₁與R₃成聯(lián)動，R₂與R₄成聯(lián)動。同時要使連接R_x與R_N之間的導線EF的電阻盡可能地小。如此就可使電橋中的分路電流I₁和I₂很小，而I₃相對大得多。測量時調(diào)節(jié)可變電阻，使檢流計中無電流通過，即在電橋達到平衡時可以導出

根據(jù)上式，R₁、R₂和R_N為已知，即可求出被測電阻R_X值。為提高被測電阻值的精que度，測量時盡可能使R₁R₂之比接近于1，R_N接近R_x。

圖4.2-6 雙電橋測量原理示意圖

從上述電路原理，可以分析出雙電橋法的兩個顯著優(yōu)點：附加電阻的影響很小以及能靈敏地反映被測電阻微小的變化。在圖示電流方向的情況下，在分電路EDF中，D點被l₂R₃+I₂R_o（R_o為附加電阻）所決定，由于I₂很小，R_o<R₃，因此ED線路中的導線電阻與接線柱間的接觸電阻對D點影響很小。在改變電流流動方向時，DF線路中附加電阻的影響很小。同理，在ABC分路中，由于I₁很小，附加電阻對B點的影響很小，所以雙電橋中附加電阻對測量的影響可以忽略不計。由于R_x小，EF中的電阻極小，所以流經(jīng)被測電阻R_x（AE）的I₃和I₁、I₂相比要大得多，于是R_x有一個微小的變化，即能顯著地影響B點和D點的電位，從而使雙電橋能精que地測出試樣電阻值的變化。操作足夠熟練時，在雙電橋上能以0.2%~0.3%的精que度測量大小為10^-4~10^-3Ω左右的電阻。