演講人：日期:直流單臂電橋使用方法目錄CATALOGUE01基本結(jié)構(gòu)與原理02儀器部件認(rèn)知03操作流程步驟04測量技巧要點(diǎn)05常見故障排查06安全注意事項(xiàng)PART01基本結(jié)構(gòu)與原理電橋平衡核心條件平衡條件公式推導(dǎo)電橋平衡時需滿足R1/R2=R3/R4，其中R1、R2為比例臂電阻，R3為已知標(biāo)準(zhǔn)電阻，R4為待測電阻，該條件基于基爾霍夫電壓定律和電流連續(xù)性原理建立。橋臂電阻匹配要求四個橋臂電阻需滿足嚴(yán)格的匹配關(guān)系，任何臂電阻的微小偏差都會導(dǎo)致檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，需通過精密可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)微歐級調(diào)節(jié)。電源穩(wěn)定性影響平衡狀態(tài)對電源電壓波動敏感，需采用穩(wěn)壓直流電源（通常2-6V），電壓紋波系數(shù)應(yīng)低于0.1%以保證測量精度。比例臂與比較臂功能聯(lián)動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)高精度電橋配備同軸聯(lián)動調(diào)節(jié)旋鈕，可同步改變比例臂和比較臂阻值，實(shí)現(xiàn)快速粗調(diào)與精細(xì)微調(diào)的雙重控制。03標(biāo)準(zhǔn)電阻采用錳銅線繞制，精度等級達(dá)0.01級，配備溫度補(bǔ)償裝置，在20±1℃環(huán)境下年穩(wěn)定性優(yōu)于±0.005%。02比較臂精密校準(zhǔn)比例臂分級調(diào)節(jié)采用十進(jìn)制電阻箱結(jié)構(gòu)，典型比例值為0.001/1至1000/1可調(diào)，通過切換不同檔位實(shí)現(xiàn)測量量程擴(kuò)展，其溫度系數(shù)需小于5ppm/℃。01臨界阻尼調(diào)節(jié)技術(shù)采用雙層μ金屬屏蔽罩配合接地保護(hù)，將外界磁場干擾降低至≤0.01μT，確保微小電流檢測精度。電磁屏蔽措施零點(diǎn)漂移補(bǔ)償配置光學(xué)反射式讀數(shù)系統(tǒng)，配合自動歸零電路，可補(bǔ)償因溫度變化導(dǎo)致的零點(diǎn)漂移，長期穩(wěn)定性達(dá)±0.2分度/8小時。檢流計(jì)需工作在臨界阻尼狀態(tài)，通過并聯(lián)分流電阻調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)，使指針在1.5-2秒內(nèi)穩(wěn)定，靈敏度通常選擇0.1μA/分度。檢流計(jì)靈敏度影響PART02儀器部件認(rèn)知比例臂通常提供1:1、10:1、100:1等標(biāo)準(zhǔn)比例檔位，通過旋鈕切換不同倍率，適用于不同量程的電阻測量需求。固定比例檔位選擇部分高端電橋的比例臂配備微調(diào)旋鈕，可在選定比例檔位基礎(chǔ)上進(jìn)行±5%范圍內(nèi)的連續(xù)調(diào)節(jié)，提高測量精度。精密微調(diào)功能旋鈕采用鍍金觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，有效降低接觸電阻對測量結(jié)果的影響，確保比例系數(shù)的長期穩(wěn)定性。接觸電阻補(bǔ)償設(shè)計(jì)比例臂旋鈕調(diào)節(jié)范圍比較臂電阻箱結(jié)構(gòu)十進(jìn)制電阻陣列由多個精密線繞電阻組成，每個旋鈕控制一位十進(jìn)制電阻值（如×1Ω、×10Ω、×100Ω），總阻值可達(dá)9999Ω以上。溫度補(bǔ)償技術(shù)旋轉(zhuǎn)式開關(guān)采用棘輪結(jié)構(gòu)，避免快速切換時產(chǎn)生的電弧損傷觸點(diǎn)，延長設(shè)備使用壽命。電阻元件采用錳銅合金材料，配合溫度系數(shù)補(bǔ)償電路，將環(huán)境溫度變化引起的阻值漂移控制在0.001%以內(nèi)。機(jī)械聯(lián)鎖保護(hù)檢流計(jì)零點(diǎn)校準(zhǔn)鈕電磁阻尼調(diào)節(jié)內(nèi)置可調(diào)式短路環(huán)，用戶可根據(jù)測量速度需求調(diào)整阻尼系數(shù)，平衡靈敏度和響應(yīng)時間的關(guān)系。過載保護(hù)電路當(dāng)檢測到異常大電流時自動切斷檢流計(jì)回路，防止線圈燒毀，保護(hù)靈敏度達(dá)0.1μA的脆弱測量機(jī)構(gòu)。機(jī)械調(diào)零機(jī)構(gòu)通過精密齒輪傳動調(diào)節(jié)檢流計(jì)游絲張力，補(bǔ)償儀器傾斜或振動引起的指針偏移，調(diào)零范圍覆蓋±10格刻度。030201PART03操作流程步驟待測電阻接線規(guī)范02

03

屏蔽與接地處理01

四端法接線消除接觸電阻對高阻值（>1MΩ）測量時需采用屏蔽線，并將電橋外殼接地，防止環(huán)境電磁干擾導(dǎo)致讀數(shù)漂移。導(dǎo)線截面積與長度匹配使用截面積≥1.5mm2的短導(dǎo)線連接待測電阻，減少導(dǎo)線電阻引入的誤差，并確保連接點(diǎn)無氧化或松動現(xiàn)象。采用開爾文接線方式，將電流端與電壓端分離，避免引線電阻和接觸電阻對測量精度的影響，尤其適用于低阻值（<1Ω）精密測量。比例臂倍率選擇原則預(yù)估阻值范圍匹配根據(jù)待測電阻Rx的粗略估值選擇比例臂R1/R2，使Rx≈(R1/R2)·Rs（標(biāo)準(zhǔn)電阻），通常比例臂設(shè)為1:1、10:1或100:1以覆蓋不同量程。標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs適配性確保Rs的阻值精度（±0.01%以內(nèi)）和穩(wěn)定性，且其阻值范圍與比例臂組合后能覆蓋Rx的預(yù)期值，例如Rs可選10Ω~10kΩ的十進(jìn)制可變電阻箱。靈敏度最大化原則在電橋電源電壓允許范圍內(nèi)，優(yōu)先選擇較高比例倍率（如100:1），以提高電橋?qū)蔷€電壓信號靈敏度，但需避免標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs過載。逐級逼近平衡法先快速調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs的高位旋鈕（如×1000Ω檔），使檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向改變，再逐步切換至低位旋鈕（×10Ω、×1Ω檔）進(jìn)行微調(diào)，直至檢流計(jì)示零。粗調(diào)-細(xì)調(diào)兩階段操作當(dāng)檢流計(jì)指針從正向偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為反向偏轉(zhuǎn)時，表明電橋平衡點(diǎn)位于兩次調(diào)整值之間，此時應(yīng)退回一檔并減小步進(jìn)量重新調(diào)整。反向偏轉(zhuǎn)判據(jù)在長時間測量中，每隔2-3分鐘復(fù)檢平衡狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)漂移需記錄環(huán)境溫度變化，必要時采用恒溫裝置或修正公式補(bǔ)償熱電勢影響。溫度漂移補(bǔ)償PART04測量技巧要點(diǎn)初始階段使用粗調(diào)在電橋初步平衡階段，應(yīng)優(yōu)先使用粗調(diào)旋鈕快速調(diào)整電阻值，以大幅減小電橋不平衡程度，縮短測量時間。接近平衡時切換細(xì)調(diào)當(dāng)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度明顯減小（例如偏轉(zhuǎn)角度小于30°）時，需切換至細(xì)調(diào)旋鈕進(jìn)行微調(diào)，避免因調(diào)整幅度過大導(dǎo)致反復(fù)振蕩。動態(tài)調(diào)整靈敏度在細(xì)調(diào)過程中可逐步提高檢流計(jì)靈敏度，但需注意每次靈敏度提升后應(yīng)重新微調(diào)電橋平衡，確保測量精度達(dá)到0.1%級別。異常情況處理若細(xì)調(diào)時出現(xiàn)指針持續(xù)抖動現(xiàn)象，應(yīng)回調(diào)至粗調(diào)狀態(tài)檢查接觸電阻或線路連接問題，排除干擾后再繼續(xù)精密調(diào)整。粗調(diào)與細(xì)調(diào)切換時機(jī)電流路徑識別方法拓?fù)浞治龇ㄍㄟ^繪制電橋等效電路圖，明確識別工作電流支路（電源→比例臂→被測臂→標(biāo)準(zhǔn)臂）和測量電流支路（檢流計(jì)連接點(diǎn)之間的橋路）。01電壓節(jié)點(diǎn)定位使用萬用表測量各節(jié)點(diǎn)對地電壓，當(dāng)相鄰節(jié)點(diǎn)電壓差小于1mV時，表明該支路電流趨近于零，此時電橋達(dá)到理論平衡狀態(tài)。極性判斷技巧在接入被測電阻前，可短暫接通電源觀察檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)方向，若指針右偏說明標(biāo)準(zhǔn)臂電阻偏大，左偏則說明被測臂等效電阻偏大。多量程驗(yàn)證對于高精度測量，應(yīng)在不同比例臂設(shè)置下（如×1、×10檔位）重復(fù)驗(yàn)證平衡點(diǎn)，確保電流路徑參數(shù)的一致性。020304測量前應(yīng)將電橋和被測電阻在實(shí)驗(yàn)環(huán)境靜置2小時以上，使用溫度計(jì)監(jiān)控環(huán)境溫度波動不超過±1℃，必要時采用恒溫油槽。標(biāo)準(zhǔn)電阻箱應(yīng)選用溫度系數(shù)≤5ppm/℃的錳銅材料電阻，且其功率耗散需控制在額定值的30%以內(nèi)以減少自熱效應(yīng)。當(dāng)環(huán)境溫度變化超過0.5℃時，需重新校準(zhǔn)零點(diǎn)并按照電阻溫度系數(shù)公式（ΔR=α·R0·ΔT）修正測量值。對于微伏級精密測量，應(yīng)采用銅-銅鎳熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線，并通過正反向電流測量法消除接觸電勢帶來的系統(tǒng)誤差。溫度補(bǔ)償操作要點(diǎn)等溫環(huán)境建立補(bǔ)償電阻選擇實(shí)時補(bǔ)償方法熱電勢消除PART05常見故障排查檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)異常處理若偏轉(zhuǎn)幅度過小或過大，需檢查檢流計(jì)靈敏度設(shè)置，調(diào)整分流電阻或增益旋鈕至合適范圍，避免信號失真。靈敏度調(diào)整外部干擾排除內(nèi)部電路檢測首先確認(rèn)檢流計(jì)是否處于零點(diǎn)位置，若未歸零需通過機(jī)械或電子調(diào)零裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測量基準(zhǔn)準(zhǔn)確。檢查周圍是否存在強(qiáng)磁場或高頻設(shè)備干擾，必要時屏蔽干擾源或更換測量環(huán)境，確保讀數(shù)穩(wěn)定可靠。若上述步驟無效，需拆機(jī)檢查檢流計(jì)內(nèi)部線圈、游絲是否斷裂或接觸不良，使用萬用表測量通斷狀態(tài)。零點(diǎn)校準(zhǔn)檢查接觸不良檢測步驟目視檢查首先觀察電橋各接線端子、開關(guān)觸點(diǎn)是否有氧化、銹蝕或松動現(xiàn)象，用酒精棉清潔觸點(diǎn)并緊固連接部件。分段電阻測量使用萬用表分段測量電橋臂電阻值，對比理論值差異超過5%時，重點(diǎn)排查該區(qū)段插頭、波段開關(guān)或焊點(diǎn)虛接問題。動態(tài)搖表測試在通電狀態(tài)下輕微搖動接線部位，觀察檢流計(jì)指針是否跳動，鎖定接觸不良的具體位置并進(jìn)行加固處理。接觸電阻測試采用四線法測量可疑觸點(diǎn)接觸電阻，若阻值超過0.1Ω需更換鍍金觸點(diǎn)或采用壓接工藝改善導(dǎo)電性能。接入標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載后，使用示波器觀察電源輸出波形，峰峰值紋波電壓不得超過10mV，否則需更換濾波電容或穩(wěn)壓模塊。帶載紋波檢測連續(xù)工作4小時后記錄電壓變化，溫度漂移系數(shù)應(yīng)小于50ppm/℃，超出范圍需檢查電源基準(zhǔn)源老化情況。長時間漂移試驗(yàn)01020304斷開電橋負(fù)載，用高精度數(shù)字電壓表測量電源輸出端電壓，波動范圍應(yīng)小于額定值的±0.5%?？蛰d電壓測試通過快速切換負(fù)載模擬實(shí)際使用場景，用存儲示波器捕捉恢復(fù)時間，要求200ms內(nèi)恢復(fù)到穩(wěn)定輸出狀態(tài)。瞬態(tài)響應(yīng)測試電源穩(wěn)定性驗(yàn)證PART06安全注意事項(xiàng)高壓元件操作規(guī)范絕緣防護(hù)措施操作高壓元件前必須佩戴絕緣手套和護(hù)目鏡，確保工作臺面干燥無導(dǎo)電物質(zhì)，避免因絕緣失效導(dǎo)致觸電事故。分階段加壓控制測試時需逐步增加電壓（每次增幅不超過額定值的10%），并實(shí)時監(jiān)測電橋平衡狀態(tài)，防止瞬時高壓擊穿敏感元件。雙重驗(yàn)電程序任何高壓線路連接后，需先用驗(yàn)電器進(jìn)行非接觸式檢測，再使用萬用表復(fù)測，確認(rèn)斷電后方可接觸導(dǎo)體部分。過載保護(hù)裝置檢查熔斷器參數(shù)驗(yàn)證定期核對保護(hù)熔斷器的額定電流與電橋最大工作電流匹配度，確保熔斷器在過流時能及時熔斷（誤差范圍需≤5%）。接地阻抗檢測使用接地電阻測試儀測量保護(hù)地線阻抗（要求≤4Ω），特別關(guān)注連接端子處的接觸電阻變化。模擬過載條件觸發(fā)保護(hù)繼電器，記錄動作響應(yīng)時間（標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)≤0.2秒），并檢查