QJ23單臂電橋的使用技巧

武海軍

摘 要：單臂電橋可以測量10～1 000 000 Ω的中值電阻。傳統的測量方法是，先用萬用表估測直流電阻，然后根據估測電阻確定比例臂，再調節電橋平衡，從而計算出被測電阻。可是，如果沒有萬用表或者萬用表估測的電阻不準確，則無法測量。簡要介紹了一種不用萬用表估測電阻值，直接用QJ23單臂電橋測量直流電阻的巧方法，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：單臂電橋；萬用表；比例臂；電橋平衡

中圖分類號：TM938.4 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.029

電工測量儀表根據用途可分為兩大類，一類是安裝式儀表，比如電流表、電壓表、功率表等安裝到配電柜中，用來測量電力線路中的電氣參數的；另一類是便攜式儀表，比如萬用表、兆歐表、電橋等儀表，它們是電氣工作者隨身攜帶的，用來測量某些線路某個時刻的電氣參數。作為一個電氣工作者，經常要測量一些中值電阻，其中，QJ23單臂電橋就是使用頻率比較高的便攜式儀表。然而，傳統的測量方法是需要萬用表先估值，然后才能測量。可是，經常會因為沒有萬用表或因為萬用表估測值不準確而無法測量，所以，需要不斷探索。可否不用提前估測電阻，直接利用電橋的測量特點測量呢？筆者通過研究電橋的結構和工作原理，總結出了一個直接測量中值直流電阻的巧方法，調節電橋時非常方便。下面簡要介紹QJ23單臂電橋巧測電阻的原理和方法，以便讓所有電氣工作者方便使用。

1 單臂電橋測量直流電阻的工作原理

單臂電橋是一個比較式儀表，要想求1個待測電阻Rx，就要比較它與另外3個電阻R2，R3，R4組成的橋式電路。當這個橋式電路接上電源后，如果2個電橋的中點電位相等，則這兩點連接的電路中的電流等于零。如果這兩點間連接一個檢流計，則此時檢流計指針指零，此時稱為電橋平衡；如果檢流計指針不指零，則稱為電橋不平衡。當電橋平衡時，被測電阻Rx正好等于其中一個比較電阻R4與另外2個電阻的比值R2/R3的乘積。通常情況下，將比較電阻R4稱為電橋的比較臂，在制作電橋比較臂時，由4個串聯的可調電阻箱組成，這四個電阻箱由9個1 Ω、9個10 Ω、9個100 Ω、9個1 000 Ω的電阻組成。比較臂R4由電阻箱上的4個電阻的阻值相加而得，通過調節每個電阻箱的讀數盤旋鈕，可以改變這4個串聯電阻的阻值，所以，R4的阻值范圍是0～9 999 Ω。而另外2個電阻的比值R2/R3稱為電橋的比例臂。為了方便計算，可將其制作成10的整倍數的倍率，例如QJ23型單臂電橋將比例臂制作成7個固定的比率，分別是×0.001，×0.01，×0.1，×1，×10，×100，×1 000，標示在一個讀數盤上，通過旋轉讀數盤切換比率。電橋平衡時，被測電阻Rx=比較臂讀數×比例臂讀數。

2 QJ23單臂電橋傳統測量方法

QJ23單臂電橋測量直流電阻的傳統方法是：①將檢流計的鎖扣打開，把“內接”和“外接”的選擇開關置于“內接”處，調節調零器，將指針調到零位。②把被測電阻接在“Rx”的位置上，要求使用比較粗、比較短的連接導線，并將漆膜刮凈。另外，接頭要擰緊，以免使用線夾。接頭接觸不良會使電橋的平衡不穩定，嚴重時可能損壞檢流計。③用萬用表先估計一下被測電阻的大小，選擇適當的比較臂倍率。選擇的原則是，充分利用比較臂的4個電阻，保證測量結果有4位有效數字。為此選擇的方法是，被測電阻為幾歐姆時，比例臂應選0.001；被測電阻為幾十歐姆時，比例臂應選0.01；被測電阻為幾百歐姆時，比例臂應選0.1；被測電阻為幾千歐姆時，比例臂應選1，其他以此類推。④先按下電源按鈕B（鎖定），再按下檢流計的按鈕G（點接）。⑤調整比較臂電阻，使檢流計指向零位，保證電橋平衡。如果指針指“+”偏轉，則需增加比較臂電阻；如果指針向“-”偏轉，則需減小比較臂電阻。⑥讀取數據，被測電阻Rx=比較臂讀數×比例臂讀數。⑦測量完畢，先斷開檢流計按鈕G，再斷開電源按鈕B，然后拆除被測電阻，將檢流計鎖扣鎖上，以防搬動過程中損壞檢流計。

由此可以看出，使用電橋測量之前，先要用萬用表估測被測電阻，選定比例臂，然后根據檢流計的偏轉方向選擇比較臂，調節電橋平衡。顯然，對電阻的估測和選定比例臂倍率的過程都是利用非電橋的功能完成的，費時費力，不太方便，所以，需要相關人員不斷探索，尋找更好的測量方法。

3 QJ23單臂電橋直接測量的巧方法

QJ23單臂電橋直接測量直流電阻的巧方法如下。

3.1 調節檢流計

調節檢流計，將其指針指到零。

3.2 將被測電阻接到接線柱

將被測電阻接到標有“Rx”的2個接線柱上，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，先把比較臂預調到1 000 Ω，再把比例臂預調到×1倍率擋。這里，預調比較臂為1 000 Ω的原因是比較臂有4個有效數字時的最小值就是1 000 Ω，可以先選最小值，測量時數值往大調整。而比例臂預調到×1倍率擋的目的是比例臂共有7個倍率，×1倍率擋是最中間一擋，可以將其左右調節到其他擋位，測量時調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，再按下檢流計按鈕“G”，看檢流計指針怎么擺動后斷開檢流計“G”按鈕。如果檢流計指針向“+”方向擺動，則把比例臂的倍率增大一擋到×10倍率。再次按下檢流計按鈕“G”，看檢流計的指針擺動方向后，斷開檢流計“G”按鈕。如果檢流計向“-”方向擺動，則此時可遵循“遇大定小”的原則，比例臂倍率可以回調到×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，則可以把比例臂再調高一擋到×100擋。再次按下檢流計按鈕“G”，看檢流計指針的擺動方向后，斷開檢流計“G”。直到指針向“-”擺動時，即可遵循“遇大定小”的原則，則比例臂就是比指針向“-”擺動時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，調節電橋時，如果檢流計向“-”方向擺動，則可減小比例臂到×0.1倍率擋，繼續調節電橋；如果檢流計指針向“+”方向擺動，則可遵循“遇大定小”的原則，比例臂倍率即可確定為此時的×0.1倍率擋。如果此時檢流計向“-”方向擺動，則可繼續減小比例臂到×0.01倍率擋，調節電橋，直到檢流計指針向“+”方向擺動。按照“遇大定小”的原則，此時檢流計指針向“+”方向擺動時所對應的倍率就是確定的比例臂。

3.4 調節比較臂

比例臂的倍率確定后，比較臂從1 000 Ω開始調試增加，按下檢流計按鈕“G”，看檢流計指針的擺動方向，并斷開檢流計“G”。如果檢流計指針向“+”方向擺動，則增加比較臂的4個電阻箱。電阻箱阻值的增加順序由高位到低位進行，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，只要檢流計的指針向“+”方向擺動，就一直增加，直到指針向“-”方向擺動了，則說明這一位增加的多了，往回減小一位。接著再開始增加×100的電阻箱，與上一位的增加規律一樣，也是從1～9調節，只要檢流計的指針向“+”方向擺動就一直增加，直到指針向“-”方向擺動了，說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律依次再增加×10的電阻箱和×1的電阻箱，直到檢流計指針指零，即電橋平衡為止。之后先斷開檢流計按鈕“G”，再斷開電源按鈕“B”。

3.5 讀取數據并計算阻值

讀取數據，并計算阻值，被測電阻=比較臂讀數×比例臂讀數。

3.6 拆除電阻

拆除電阻，將比較臂的各個旋鈕置于零，將檢流計的“內接”開關切換到“外接”處，鎖住檢流計，以免搬動時損壞檢流計的懸絲。

4 結束語

用單臂電橋測量直流電阻，傳統的測量方法不僅需要用萬用表估測電阻，還需要根據估測出的阻值推導一番方可確定比例臂。這種方法十分不方便，而且容易出錯。采用單臂電橋直接測量的方法，只需看清檢流計的偏轉方向即可調節比例臂和比較臂的擋位，簡便易學。調節速度快，測量準確度高，是單臂電橋測量直流電阻的優勢。

參考文獻

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[2]王劍平.電工測量[M].北京：中國水利水電出版社，2004.

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〔編輯：白潔〕