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QJ23單臂電橋的工作原理是什么?
QJ23 直流電阻電橋的核心工作原理是惠斯登電橋平衡原理,通過比較被測電阻與已知標準電阻的阻值,實現對直流電阻的精準測量。
1. 惠斯登電橋的基本電路結構
惠斯登電橋的電路由四個橋臂、直流電源、指零儀三部分組成,QJ23 的內部電路遵循這一結構:
四個橋臂:分為兩組,一組是比例臂(由固定比值的標準電阻構成,對應 QJ23 的量程變換器),另一組包含標準可調電阻(對應 QJ23 的測量盤)和被測電阻 RX。
直流電源:接在電橋的一對對角線上,為橋路提供工作電流(QJ23 可使用內附電池或外接電源)。
指零儀(檢流計):接在電橋的另一對對角線上,作用是檢測橋路兩端的電位差,判斷電橋是否達到平衡。
2. 電橋的平衡條件
當電橋接通電源后,調節標準可調電阻的阻值,直到指零儀的指針指向零位,此時電橋達到平衡狀態。
平衡的本質是:指零儀兩端的電位相等,流過指零儀的電流為 0。
由此可推導出平衡公式:
R2R1:比例臂的比值,對應 QJ23 的量程倍率(×0.001、×0.01……×1000),通過量程變換器切換。
R3:標準可調電阻的阻值,由 QJ23 的測量盤(四組步進開關)的示值之和確定。
RX:被測電阻的阻值。
3. QJ23 電橋的原理與結構對應
QJ23 的結構設計QJ23單臂電橋圍繞惠斯登電橋原理展開,各部件的作用清晰對應:
量程變換器:作為比例臂,其內部固定了不同的 R2R1 比值,選擇不同倍率,就是選擇不同的比例臂比值,以此適配不同范圍的被測電阻。
測量盤:作為標準可調電阻 R3,通過調節四組步進開關的阻值,使電橋逐步趨近平衡。
內附指零儀:實時檢測橋路平衡狀態,指針指零時,即可根據倍率和測量盤示值計算被測電阻。
4. 關鍵補充
測量感性負載電阻(如電機繞組、電感線圈)時,需遵循 “先通電源,后通指零儀;先斷指零儀,后斷電源" 的操作順序,這是為了避免感性負載產生的反電動勢損壞指零儀,這一操作要求也是基于電橋工作時的電路特性提出的。