武海軍

摘 要：?jiǎn)伪垭姌蚩梢詼y(cè)量10～1 000 000 Ω的中值電阻。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是，先用萬(wàn)用表估測(cè)直流電阻，然后根據(jù)估測(cè)電阻確定比例臂，再調(diào)節(jié)電橋平衡，從而計(jì)算出被測(cè)電阻?？墒?，如果沒(méi)有萬(wàn)用表或者萬(wàn)用表估測(cè)的電阻不準(zhǔn)確，則無(wú)法測(cè)量。簡(jiǎn)要介紹了一種不用萬(wàn)用表估測(cè)電阻值，直接用QJ23單臂電橋測(cè)量直流電阻的巧方法，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)伪垭姌?；萬(wàn)用表；比例臂；電橋平衡

中圖分類(lèi)號(hào)：TM938.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.029

電工測(cè)量?jī)x表根據(jù)用途可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是安裝式儀表，比如電流表、電壓表、功率表等安裝到配電柜中，用來(lái)測(cè)量電力線路中的電氣參數(shù)的；另一類(lèi)是便攜式儀表，比如萬(wàn)用表、兆歐表、電橋等儀表，它們是電氣工作者隨身攜帶的，用來(lái)測(cè)量某些線路某個(gè)時(shí)刻的電氣參數(shù)。作為一個(gè)電氣工作者，經(jīng)常要測(cè)量一些中值電阻，其中，QJ23單臂電橋就是使用頻率比較高的便攜式儀表。然而，傳統(tǒng)的測(cè)量方法是需要萬(wàn)用表先估值，然后才能測(cè)量?？墒牵?jīng)常會(huì)因?yàn)闆](méi)有萬(wàn)用表或因?yàn)槿f(wàn)用表估測(cè)值不準(zhǔn)確而無(wú)法測(cè)量，所以，需要不斷探索?？煞癫挥锰崆肮罍y(cè)電阻，直接利用電橋的測(cè)量特點(diǎn)測(cè)量呢？筆者通過(guò)研究電橋的結(jié)構(gòu)和工作原理，總結(jié)出了一個(gè)直接測(cè)量中值直流電阻的巧方法，調(diào)節(jié)電橋時(shí)非常方便。下面簡(jiǎn)要介紹QJ23單臂電橋巧測(cè)電阻的原理和方法，以便讓所有電氣工作者方便使用。

1 單臂電橋測(cè)量直流電阻的工作原理

單臂電橋是一個(gè)比較式儀表，要想求1個(gè)待測(cè)電阻Rx，就要比較它與另外3個(gè)電阻R2，R3，R4組成的橋式電路。當(dāng)這個(gè)橋式電路接上電源后，如果2個(gè)電橋的中點(diǎn)電位相等，則這兩點(diǎn)連接的電路中的電流等于零。如果這兩點(diǎn)間連接一個(gè)檢流計(jì)，則此時(shí)檢流計(jì)指針指零，此時(shí)稱(chēng)為電橋平衡；如果檢流計(jì)指針不指零，則稱(chēng)為電橋不平衡。當(dāng)電橋平衡時(shí)，被測(cè)電阻Rx正好等于其中一個(gè)比較電阻R4與另外2個(gè)電阻的比值R2/R3的乘積。通常情況下，將比較電阻R4稱(chēng)為電橋的比較臂，在制作電橋比較臂時(shí)，由4個(gè)串聯(lián)的可調(diào)電阻箱組成，這四個(gè)電阻箱由9個(gè)1 Ω、9個(gè)10 Ω、9個(gè)100 Ω、9個(gè)1 000 Ω的電阻組成。比較臂R4由電阻箱上的4個(gè)電阻的阻值相加而得，通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)電阻箱的讀數(shù)盤(pán)旋鈕，可以改變這4個(gè)串聯(lián)電阻的阻值，所以，R4的阻值范圍是0～9 999 Ω。而另外2個(gè)電阻的比值R2/R3稱(chēng)為電橋的比例臂。為了方便計(jì)算，可將其制作成10的整倍數(shù)的倍率，例如QJ23型單臂電橋?qū)⒈壤壑谱鞒?個(gè)固定的比率，分別是×0.001，×0.01，×0.1，×1，×10，×100，×1 000，標(biāo)示在一個(gè)讀數(shù)盤(pán)上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)讀數(shù)盤(pán)切換比率。電橋平衡時(shí)，被測(cè)電阻Rx=比較臂讀數(shù)×比例臂讀數(shù)。

2 QJ23單臂電橋傳統(tǒng)測(cè)量方法

QJ23單臂電橋測(cè)量直流電阻的傳統(tǒng)方法是：①將檢流計(jì)的鎖扣打開(kāi)，把“內(nèi)接”和“外接”的選擇開(kāi)關(guān)置于“內(nèi)接”處，調(diào)節(jié)調(diào)零器，將指針調(diào)到零位。②把被測(cè)電阻接在“Rx”的位置上，要求使用比較粗、比較短的連接導(dǎo)線，并將漆膜刮凈。另外，接頭要擰緊，以免使用線夾。接頭接觸不良會(huì)使電橋的平衡不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可能損壞檢流計(jì)。③用萬(wàn)用表先估計(jì)一下被測(cè)電阻的大小，選擇適當(dāng)?shù)谋容^臂倍率。選擇的原則是，充分利用比較臂的4個(gè)電阻，保證測(cè)量結(jié)果有4位有效數(shù)字。為此選擇的方法是，被測(cè)電阻為幾歐姆時(shí)，比例臂應(yīng)選0.001；被測(cè)電阻為幾十歐姆時(shí)，比例臂應(yīng)選0.01；被測(cè)電阻為幾百歐姆時(shí)，比例臂應(yīng)選0.1；被測(cè)電阻為幾千歐姆時(shí)，比例臂應(yīng)選1，其他以此類(lèi)推。④先按下電源按鈕B（鎖定），再按下檢流計(jì)的按鈕G（點(diǎn)接）。⑤調(diào)整比較臂電阻，使檢流計(jì)指向零位，保證電橋平衡。如果指針指“+”偏轉(zhuǎn)，則需增加比較臂電阻；如果指針向“-”偏轉(zhuǎn)，則需減小比較臂電阻。⑥讀取數(shù)據(jù)，被測(cè)電阻Rx=比較臂讀數(shù)×比例臂讀數(shù)。⑦測(cè)量完畢，先斷開(kāi)檢流計(jì)按鈕G，再斷開(kāi)電源按鈕B，然后拆除被測(cè)電阻，將檢流計(jì)鎖扣鎖上，以防搬動(dòng)過(guò)程中損壞檢流計(jì)。

由此可以看出，使用電橋測(cè)量之前，先要用萬(wàn)用表估測(cè)被測(cè)電阻，選定比例臂，然后根據(jù)檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向選擇比較臂，調(diào)節(jié)電橋平衡。顯然，對(duì)電阻的估測(cè)和選定比例臂倍率的過(guò)程都是利用非電橋的功能完成的，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不太方便，所以，需要相關(guān)人員不斷探索，尋找更好的測(cè)量方法。

3 QJ23單臂電橋直接測(cè)量的巧方法

QJ23單臂電橋直接測(cè)量直流電阻的巧方法如下。

3.1 調(diào)節(jié)檢流計(jì)

調(diào)節(jié)檢流計(jì)，將其指針指到零。

3.2 將被測(cè)電阻接到接線柱

將被測(cè)電阻接到標(biāo)有“Rx”的2個(gè)接線柱上，注意要擰緊接線柱，以減少接觸電阻。

3.3 選擇比例臂

選擇比例臂時(shí)，先把比較臂預(yù)調(diào)到1 000 Ω，再把比例臂預(yù)調(diào)到×1倍率擋。這里，預(yù)調(diào)比較臂為1 000 Ω的原因是比較臂有4個(gè)有效數(shù)字時(shí)的最小值就是1 000 Ω，可以先選最小值，測(cè)量時(shí)數(shù)值往大調(diào)整。而比例臂預(yù)調(diào)到×1倍率擋的目的是比例臂共有7個(gè)倍率，×1倍率擋是最中間一擋，可以將其左右調(diào)節(jié)到其他擋位，測(cè)量時(shí)調(diào)到最大擋和最小擋的距離都是最近的。然后先按下電源“B”按鈕并且鎖閉，再按下檢流計(jì)按鈕“G”，看檢流計(jì)指針怎么擺動(dòng)后斷開(kāi)檢流計(jì)“G”按鈕。如果檢流計(jì)指針向“+”方向擺動(dòng)，則把比例臂的倍率增大一擋到×10倍率。再次按下檢流計(jì)按鈕“G”，看檢流計(jì)的指針擺動(dòng)方向后，斷開(kāi)檢流計(jì)“G”按鈕。如果檢流計(jì)向“-”方向擺動(dòng)，則此時(shí)可遵循“遇大定小”的原則，比例臂倍率可以回調(diào)到×1倍率擋，則比例臂就可以確定為×1倍率擋了；如果指針還是向“+”方向擺動(dòng)，則可以把比例臂再調(diào)高一擋到×100擋。再次按下檢流計(jì)按鈕“G”，看檢流計(jì)指針的擺動(dòng)方向后，斷開(kāi)檢流計(jì)“G”。直到指針向“-”擺動(dòng)時(shí)，即可遵循“遇大定小”的原則，則比例臂就是比指針向“-”擺動(dòng)時(shí)這一擋小一擋的倍率了。同理，比例臂在×1倍率擋，比較臂在1 000 Ω的初始位置時(shí)，調(diào)節(jié)電橋時(shí)，如果檢流計(jì)向“-”方向擺動(dòng)，則可減小比例臂到×0.1倍率擋，繼續(xù)調(diào)節(jié)電橋；如果檢流計(jì)指針向“+”方向擺動(dòng)，則可遵循“遇大定小”的原則，比例臂倍率即可確定為此時(shí)的×0.1倍率擋。如果此時(shí)檢流計(jì)向“-”方向擺動(dòng)，則可繼續(xù)減小比例臂到×0.01倍率擋，調(diào)節(jié)電橋，直到檢流計(jì)指針向“+”方向擺動(dòng)。按照“遇大定小”的原則，此時(shí)檢流計(jì)指針向“+”方向擺動(dòng)時(shí)所對(duì)應(yīng)的倍率就是確定的比例臂。

3.4 調(diào)節(jié)比較臂

比例臂的倍率確定后，比較臂從1 000 Ω開(kāi)始調(diào)試增加，按下檢流計(jì)按鈕“G”，看檢流計(jì)指針的擺動(dòng)方向，并斷開(kāi)檢流計(jì)“G”。如果檢流計(jì)指針向“+”方向擺動(dòng)，則增加比較臂的4個(gè)電阻箱。電阻箱阻值的增加順序由高位到低位進(jìn)行，即先增加比較臂的×1 000電阻箱，增加順序是從1～9，從小到大，只要檢流計(jì)的指針向“+”方向擺動(dòng)，就一直增加，直到指針向“-”方向擺動(dòng)了，則說(shuō)明這一位增加的多了，往回減小一位。接著再開(kāi)始增加×100的電阻箱，與上一位的增加規(guī)律一樣，也是從1～9調(diào)節(jié)，只要檢流計(jì)的指針向“+”方向擺動(dòng)就一直增加，直到指針向“-”方向擺動(dòng)了，說(shuō)明這一位增加的又多了，則往回減小一位。然后按照上述增加的規(guī)律依次再增加×10的電阻箱和×1的電阻箱，直到檢流計(jì)指針指零，即電橋平衡為止。之后先斷開(kāi)檢流計(jì)按鈕“G”，再斷開(kāi)電源按鈕“B”。

3.5 讀取數(shù)據(jù)并計(jì)算阻值

讀取數(shù)據(jù)，并計(jì)算阻值，被測(cè)電阻=比較臂讀數(shù)×比例臂讀數(shù)。

3.6 拆除電阻

拆除電阻，將比較臂的各個(gè)旋鈕置于零，將檢流計(jì)的“內(nèi)接”開(kāi)關(guān)切換到“外接”處，鎖住檢流計(jì)，以免搬動(dòng)時(shí)損壞檢流計(jì)的懸絲。

4 結(jié)束語(yǔ)

用單臂電橋測(cè)量直流電阻，傳統(tǒng)的測(cè)量方法不僅需要用萬(wàn)用表估測(cè)電阻，還需要根據(jù)估測(cè)出的阻值推導(dǎo)一番方可確定比例臂。這種方法十分不方便，而且容易出錯(cuò)。采用單臂電橋直接測(cè)量的方法，只需看清檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向即可調(diào)節(jié)比例臂和比較臂的擋位，簡(jiǎn)便易學(xué)。調(diào)節(jié)速度快，測(cè)量準(zhǔn)確度高，是單臂電橋測(cè)量直流電阻的優(yōu)勢(shì)。

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〔編輯：白潔〕