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1、关于比较式电测仪表关于比较式电测仪表CH4第一页，讲稿共三十二页哦2l比较式电测仪表又分补偿测量仪表和电桥测量仪表，补偿法测量仪表有全补偿和差值补偿两种 第二页，讲稿共三十二页哦34.1 直流电位差计直流电位差计l直流电位差计是测量直流电压的比较仪器，测量直流电压的误差可小于0.005%。l直流电位差计能提供可变、准确的标准直流电压Us，用以与被测电压Ux相比较，用磁电系检流计做检测仪表。第三页，讲稿共三十二页哦41.直流电位差计的补偿原理直流电位差计的补偿原理l按获得可变标准电压的方法不同，直流电位差计分定阻变流式和定流变阻式两种。第四页，讲稿共三十二页哦5定流变阻式电位差计定流变阻式电位差
2、计第五页，讲稿共三十二页哦62.直流电位差计的分类和主要技术指标直流电位差计的分类和主要技术指标l按被测电压端口输出电阻的高低可分为l高阻电位差计（输出电阻大于10k/V）用于测量大电阻上的电压及高内阻电源的电动势，其工作电流小，不需大容量工作电源供电；l低阻电位差计（输出电阻小于100/V）用于测量小电阻的电压及低内阻电源的电动势，其工作电流大，应由大容量电源供电。l按被测量量限可分为l高电压电位差计，测量上限2V左右，输出电阻高达2204，工作电流I0为0.1mA左右；l低电压电位差计，测量上限20mV左右，输出电阻20，工作电流I0为1mA左右。第六页，讲稿共三十二页哦7几种国产直流电位
3、差计的主要技术指标几种国产直流电位差计的主要技术指标 型号型号测量范围测量范围工作电压工作电压(V)工作电流工作电流(mV)准确度级别准确度级别UJ1100V1.1605V10V0.1160V1V0.0116V1.93.5320.05UJ9/110V1.21110V1.32.20.10.02UJ251V1.91111V1.952.20.10.01UJ260.1V2.2111mV0.5V110.555mV5.86.4100.02第七页，讲稿共三十二页哦8l直流电位差计的准确度有8个级别 0.0005，0.001，0.002，0.005，0.01，0.02，0.05，0.1 各准确度级别的基本误差
4、计算 其中：U为电位差计数读盘最小步进电压值；b为附加误差系数第八页，讲稿共三十二页哦93.直流电位差计的应用直流电位差计的应用l直流电位差计除了可以测量有限大小的电压或电动势外，还可以用来测量高电压（高电动势）、电流、直流功率和电阻。电位差计测高电压电位差计测高电压 将直流高压用电阻分压器降压到量限以内，测量结果折算到高压值。第九页，讲稿共三十二页哦10电位差计测电流、功率、电阻电位差计测电流、功率、电阻 被测电流为:功率为:电阻的测量:第十页，讲稿共三十二页哦114.2 直流电桥直流电桥 l电位差计和电桥都属于比较式测量仪表，电位差计用于测量有源量(电压或电动势)，而直流电桥专用于测量电阻
5、。l直流电桥是测量电阻或与电阻有关参量的比较式仪表，它通过被测电阻与标准电阻的比较实现测量，其准确度可达十万分之几，通常可做到0.1、0.2级。l直流电桥分两种，即单比电桥和双比电桥。l单比电桥又称惠斯登(Wheatstone)电桥，用于测量阻值为10109的电阻，在保证高精度测量时，范围为1104；l双比电桥又称凯尔文(Kelvin)电桥，主要用于测量1010-6的电阻。第十一页，讲稿共三十二页哦12 直流单比电桥原理电路 电桥平衡时，有：即 未知电阻的阻值:1.直流单比电桥直流单比电桥第十二页，讲稿共三十二页哦13 l电桥平衡时，被测电阻的数值与电源无关，因此，平衡电桥对电源的稳定性要求不
6、高。l在灵敏度足够的情况下，电源电压波动对测量结果没有影响。l电桥的准确度主要由比例臂和比较臂的准确度决定。第十三页，讲稿共三十二页哦142.直流单比电桥的误差公式直流单比电桥的误差公式l按使用条件不同，直流单比电桥分实验室型和便携型两种。l由于接触电阻和导线电阻的影响，直流单比电桥测量阻值较低电阻时测量误差较大。直流单比电桥的误差公式为：直流单比电桥的误差公式为：第十四页，讲稿共三十二页哦153.直流双比电桥直流双比电桥直流双比电桥的原理电路 第十五页，讲稿共三十二页哦16直流双比电桥星形等效电路等效电阻第十六页，讲稿共三十二页哦17转换后的电桥等效电路是一个单比电桥，当电桥平衡时，根据单比
7、电桥平衡条件，有：即 式中 第十七页，讲稿共三十二页哦18若 ，则双比电桥的测量结果表达式为 测量结果表达式中多了一项更正项或称误差项l 在结构上通常采用R1与R2、R3、R4联动的调节方法；l 尽量减小跨线电阻R的值。第十八页，讲稿共三十二页哦194.3 交流电桥交流电桥第十九页，讲稿共三十二页哦201.交流电桥的工作原理交流电桥的工作原理交流四臂电桥原理电路 为交流阻抗，由交流电阻器、电容器、自感线圈及互感线圈组成，电源为频率范围很宽的正弦波交流电源。第二十页，讲稿共三十二页哦21 由于实际使用的交流指零仪的输入阻抗都很高，可作为无穷大处理，所以，讨论交流电桥的平衡条件时，只考虑指零仪两端
8、的电压 交流电桥的平衡条件是 即 辐度平衡条件相角平衡条件第二十一页，讲稿共三十二页哦22l交流四臂电桥平衡时，两相对电臂阻抗的模的乘积相等，相角之和也要相等。l相角平衡条件非常重要，根据它能立即确立如何正确选择、安排四臂的元件(容性、感性)。l不是任意四个阻抗构成的交流电桥均可以调节平衡，也不是任意选择两个可调参数都能把交流电桥调节平衡，这两个可调参数必须是一个能调节阻抗的实数部分，另一个能调节阻抗的虚数部分，如果安排不当，则无论如何都不能使电桥达到平衡。第二十二页，讲稿共三十二页哦23若在 Z4的位置上接被测阻抗 ，则：即 上述平衡条件也可用直角坐标形式表示为第二十三页，讲稿共三十二页哦2
9、4在调节交流电桥平衡以实现对被测阻抗的测量时，至少应设置两个可变参数，满足两个方程。电桥平衡后由这两个方程确定两个未知参数。联立求解上面两式得 第二十四页，讲稿共三十二页哦252.交流电桥的分类交流电桥的分类（a）（b）（c）（d）（e）交流电桥典型组合方式分类（a）实比型（b）实比型（c）虚比型（d）实积型（e）虚积型第二十五页，讲稿共三十二页哦263.实用交流电桥举例实用交流电桥举例p西林(Schering)电桥p麦氏(Maxwell)电桥p海氏(Hay)电桥p欧文(Owen)电桥p文氏(Wien)电桥第二十六页，讲稿共三十二页哦27(1)西林西林(Schering)电桥电桥虚积电桥，用于
10、测量高压电容器平衡时选择R2、R4作为可调量第二十七页，讲稿共三十二页哦28(2)麦氏麦氏(Maxwell)电桥电桥实比电桥，用于测量低Q值的电感平衡时选择C4、R4作为可调量第二十八页，讲稿共三十二页哦29(3)海氏海氏(Hay)电桥电桥平衡时:当 时，则有 实积电桥，用于测量Q值较高的铁心线圈的电感第二十九页，讲稿共三十二页哦30(4)欧文欧文(Owen)电桥电桥属于虚比电桥，用于电感的准确测量。平衡时选择C3、R3作为可调量第三十页，讲稿共三十二页哦31(5)文氏文氏(Wien)电桥电桥实比电桥，用于正弦电源频率的测量。平衡时若 ，则第三十一页，讲稿共三十二页哦感谢大家观看第三十二页，讲稿共三十二页哦