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开尔文电桥法测电阻

开尔文电桥属直流平衡双臂电桥 (简称双臂电桥),是一种测量低电阻 (一般在10 -5 Ω~1Ω之间)的常用仪器, 测量准确度 较高。 在电气工程中,例如,测量金属的电导率、分流器的电阻值、电机和变压器绕组,的电阻以及各类阻值线圈的电阻等,都是属于低电阻的范围。 测量这种电阻时,连接线的电阻、接头的接触电阻 (一般为10 -3 Ω~10 -4 Ω的数量级)将给测量结果带来不可小看的误差。 测量低电阻时,就必须想办法消除或减小接线电阻和接触电阻对测量结果的影响。 双臂电桥就是为了解决这些矛盾而设计出来的。 [1] 开尔文电桥:1862年英国的W.汤姆孙在研究利用单臂电桥测量小电阻遇到困难时,发现引起测量产生较大误差的原因是引线电阻和连接点处的接触电阻。



中文名: 开尔文电桥

又称: 双臂电桥

提出时间: 1862年

提出者: 英国的W.汤姆孙


前言

开尔文连接,是开尔文电桥的简化版,是由开尔文勋爵(威廉汤姆森)发明的一种桥式电路测量方法。

这种方法最初发明是用于测量小电阻,但现代工程师也经常用它来测量某些电源功率。

它的优越之处在于基本排除了测量信号走线对于阻值的干扰;并且对测量回路和激励源回路进行了解耦处理。后者在最近的电路中正在发挥越来越大的作用。

技术原理


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开尔文电桥在现代电路中的一种经典应用如上图,与一般设计不同的地方在于它激励和测量是互相分开的,所以对于被测电阻的功率或者电流,可以只通过电压表的压值来计算得出。因为电压表阻抗很高,回路电流基本为0,对于电路的干扰基本可以忽略不计。

为什么这种情况下我们会认为电压表上显示的值就是电阻R两端的值呢?


因为是电路工作电流,所以会显著地比大,这时候电压表测出来的值就基本等于待测电阻R两端的电压。

上文介绍只是开尔文电桥的简化版,真正的开尔文电桥如下图:


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原理如下图:


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