啦稀浓＼奄炙差分.PDF

维普资讯 啦稀，浓＼奄 炙差分 实 验 室 研 竞 与 探 索 l鲫3年 第 2期(总第36辫) 9f一 电桥 测 试 的 误 差 分 析 江苏工学院 庄汉忠 应武亭 ．ill 电桥在 电测技术中的应用极为广泛，可用咀测量 电阻、电感、电容、频率等 多种 电量 及进行波形分析，若配以各种传巷器还能用来测量某些非 电量 (如温度、湿度、微 小位 移 等 )。此外，在各种 自动装置 申， 电桥线路也有它的广泛用途。 电桥是一种 比较式仪器，其灵敏麈和准确度都比较高，可分为直流电桥和交流 电桥。下 面对用直流惠氏电桥测量中等数量级 电阻及用文 氏电桥分析非线性失真的测试误差作一些分 析。 一 、 惠斯登 电桥 的测量误差 1． 电桥灵敏度 惠斯登电桥的基本 电路如图1所示，当电桥平衡后，将变阻 器 风 改变一小量 ARo，引起检流计偏转为△n格，这时电桥灵敏 度S的定义为t S=A等／ (1) 可以证明，改变任何一个桥臂得到的电桥灵敏度 都 是 相 同 的。当电桥未达到平衡时，用基尔霍夫方程组可求得 电桥 的灵敏 度为一 图1 惠斯登 电桥的 s一 __++R品：： 矗矗 [ ／／ 干干ii再 矗矗：： (2) 基本 电路 式中的S。为捡流计的电流最敏麈，E为 电源 电压，置 、R 为桥臂电阻，月为检流计 内阻。 由 (2)式可 得出以下结论。 (1)程不超过轿臂电阻额定功率的情 下 ，加大 电源 电压可咀提高电桥的灵敏度。 (2)电轿灵敏度与裣流计灵敏度成正比 (3) 电桥灵敏度与桥臂电阻之和及桥甓 电阻之 比有关。 2． 电桥测量误差 测量中使用的QJ一23型电桥 内部 电路如图2所示，该 电桥比例臂采用十进率固定 值 ， 分为七挡， 比较臂为四挡电阻箱 ” 最低挡为 ×1口挡， 电源是三节二号电池。测得检 流 计 内阻R=148．4Q，捡流计分度值为 3．88×i0 A／格 ，Ⅲfl检流计电流灵敏度S=An／AI。； =2．58×i0。格 ／A， =I1．070。 表 1中列 出了用 QJ一23型电轿测量五个不同数量级电阻的阻值．表 中的△月。为捡流计 - 81 · 维普资讯 改变△格时 。改变的瞳值。表中的 测为测 量值代人(1)式而求得的电桥灵敏度，S计为 由(2)式计算求得的灵敏度。 用惠斯登 电桥测量 电阻的相对误差为 ； = + +等+AR一*㈤ 其中 -， 为比例臂 电阻， 。为变阻箱， 这三项所产生的相对误差不超过 0．2 ， 而 △ ／ 为电挢灵敏度所带来的误差 ，检 流 计偏转0．1格(mil1)是人眼所能判断的最小偏 转，由此给测量带来的相对 误 差 6R~／R= 0．1／S(见表 1)。 占 由表 1中的数值 可 见 ， 当 比例 臂 取 图2 QJ一23型电桥的内部 电路 表 1 ×0．01．×0．1， ×l时，AR。／R 《0．2％，故由电桥灵敏度所带来的误差可忽累不计 当 比例臂为 ×10时，AR。／R为0．05％．这时可取 电源 电压为 15~20V ，使 △ ／ 《0．2％ 。 当比例臂取 ×10O时，除提高电压外，还需外接灵敏检流