直流四电阻平衡桥的检测支路电流是什么?
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直流平衡电桥通过调节桥臂电阻使检流计指零,利用桥臂比例关系由已知电阻求得未知电阻,其测量误差取决于三个桥臂电阻的误差。
直流平衡电桥由四个电阻桥臂、直流电源和零位检测器(如检流计)组成。四个电阻分别为 、、、,电源接在电桥的对角线端点,检测器接在另一对角线端点。当检测器支路电流为零时,电桥达到平衡。平衡条件为:
若将 作为被测电阻 , 作为标准电阻 ,则平衡时:
式中 、 为比例臂电阻, 为标准电阻, 为被测电阻。
平衡电桥采用零值法(零位式测量法)进行测量。调节 和 (或 )使检流计指零,此时电桥平衡,被测电阻由桥臂比例和标准电阻决定。由于测量结果依赖于检流计指零,电源电压波动、检流计内阻等不影响平衡条件,因此测量精度主要取决于桥臂电阻的精度。
对平衡条件式 取对数并微分,得到相对误差关系:
式中 、、、 分别为 、、、 的相对误差。若 ,则 ,这是理想情况,但实际难以实现。
在电桥设计中,常需将总误差分配给各桥臂。误差分配应针对各桥臂相对误差的容差(上界)进行,不能把带符号的相对误差传播式 直接按各项均分。若按各分项误差容差相同且取绝对和的原则分配,则每个桥臂相对误差容差为:
其中 为影响总误差的桥臂数。对于直流平衡电桥,(、、),因此:
例如,若要求 ,则各桥臂相对误差容差应不超过约 ;工程上常取 作为保守舍入值。
直流平衡电桥适用于测量中值电阻(约 至 ),测量精度高,但需要手动调节平衡。上述纯电阻比例平衡条件在直流电源下成立;对于由纯电阻构成的电桥,该比例平衡条件在交流电源下同样成立。若桥臂含电抗(一般交流阻抗桥),则需用复阻抗满足相应的复阻抗平衡条件,不能仅用上述电阻比例式。此外,检测器灵敏度足够高时才能准确判断零位。误差分析基于线性近似,适用于小误差情况。
按教材图18-6,小误差一阶关系为
若比例臂有相同相对偏差,可在这项关系中相消;不知偏差符号时,应按最坏情况检查三项绝对界限之和。
教材举总允许相对误差±0.1%的例子,三项均分为约±0.0333%,书中取±0.03%是保守取值,合成界限为0.09%。这只是误差预算示例,不说明任何电桥只要平衡就自动达到0.1%。
基础测试统一使用选择题,先确认概念、定义和关键判断是否扎实。
直流四电阻平衡桥的检测支路电流是什么?
暂无引用。