張 瑾

（安徽省計量科學(xué)研究院，安徽 合肥 230051）

1 單臂電橋測電阻原理和電橋相對靈敏度

影響單臂電橋測電阻靈敏度的因素較多，實驗中需充分發(fā)揮檢流計的平衡指零作用。電橋平衡時表示為：

電路靈敏度是影響單臂電橋測電阻的主要因素。檢流計靈敏度的公式為：

電橋相對靈敏度為：

由式（3）可知，S相對越高，電橋越靈敏，測量結(jié)果精準(zhǔn)度越高。

2 實驗測量數(shù)據(jù)和處理

根據(jù)圖1方式連接單臂電橋電路，測量1 000 Ω的電阻。

圖1 單臂電橋電路

當(dāng)其他條件不變時，改變電源電動勢，單臂電橋電路靈敏度發(fā)生明顯改變，記錄數(shù)據(jù)[1]，如表1、圖2所示。

表1 單臂電橋電路靈敏度和電源電動勢之間的關(guān)系

由圖2可知，RS無論是100 Ω還是300 Ω，兩者的靈敏度近似為一條直線，且延長線穿過原點，可判定電橋靈敏度與電源電動勢成正比[2-4]。若在圖1的AB干路中安裝一個電流表，并保證不改變主干路電流和電源電動勢，分析不同比例臂下的電橋靈敏度改變情況，記錄實驗數(shù)據(jù)如表2、表3所示（電源電壓5 V，電流3.5 mA）。

在單臂電橋電阻靈敏度測量中，電阻箱自身存在誤差。通過分析上述實驗數(shù)據(jù)和圖像可知，如果倍率＜1，電橋靈敏度隨倍率增加而增加；如果倍率＞1，電橋靈敏度隨著倍率增加而減小，且呈直線下降趨勢。因此，在某個特定數(shù)值節(jié)點，單臂電橋靈敏度最大。

若在圖1的AB干路間安裝一個電流表且保持其他條件不變，電橋靈敏度將隨電路電流的改變而改變，實驗數(shù)據(jù)如表4、表5、表6和圖3所示（電源電壓5 V，ΔR3=5 Ω）。

表2 單臂電橋電路靈敏度與電源倍率之間的關(guān)系（倍率＜1）

表3 單臂電橋電路靈敏度與電源倍率之間的關(guān)系（倍率＞1）

圖2 電橋靈敏度與電源電動勢的關(guān)系

表4 單臂電橋靈敏度與電路電流的關(guān)系（R1=500 Ω，R2=500 Ω）

5.5029.25 676.6 5.8031.56 068.8 6.2032.96 422.4 6.4034.26 712.9 6.8035.97 086.9

表5 單臂電橋靈敏度與電路電流的關(guān)系（R1=250 Ω，R2=250 Ω）

由表4、表5、表6和圖3可知，不同比例臂下，電橋靈敏度隨電流的增加而增加。

3 分析和討論

分析實驗結(jié)果，電橋靈敏度和電源電動勢成正比，且與4個橋臂電阻密切相關(guān)，電橋靈敏度隨電流的增加而增加。具體實驗中不可避免地存在誤差，而導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的因素較多，如電阻值隨靈敏度升高而增加，尤其是在R1=R2=500 Ω時。R1=R2數(shù)值越小，這種關(guān)系表現(xiàn)得越明顯。同時，電橋靈敏度測量主要借助檢流計實現(xiàn)，其偏轉(zhuǎn)格數(shù)通常由人眼觀察得出，存在人為誤差。

表6 單臂電橋靈敏度與電路電流的關(guān)系（R1=50 Ω，R2=50 Ω）

4 結(jié) 論

綜上所述，單臂電橋測電阻方法在實際應(yīng)用中效果準(zhǔn)確，已成為電氣設(shè)備線路和電子線路測量中的主要方法。通過不斷改進(jìn)和完善，積累了豐富經(jīng)驗，力求尋找到最佳工作狀態(tài)，從而保證測量結(jié)果的精準(zhǔn)。同時，應(yīng)注重控制，針對性地完善其中的誤差，以便為后續(xù)實驗提供可靠依據(jù)。

圖3 電橋靈敏度與電路電流之間的關(guān)系