QJ23单臂电桥的使用技巧

武海军

摘 要：单臂电桥可以测量10～1 000 000 Ω的中值电阻。传统的测量方法是，先用万用表估测直流电阻，然后根据估测电阻确定比例臂，再调节电桥平衡，从而计算出被测电阻。可是，如果没有万用表或者万用表估测的电阻不准确，则无法测量。简要介绍了一种不用万用表估测电阻值，直接用QJ23单臂电桥测量直流电阻的巧方法，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：单臂电桥；万用表；比例臂；电桥平衡

中图分类号：TM938.4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.029

电工测量仪表根据用途可分为两大类，一类是安装式仪表，比如电流表、电压表、功率表等安装到配电柜中，用来测量电力线路中的电气参数的；另一类是便携式仪表，比如万用表、兆欧表、电桥等仪表，它们是电气工作者随身携带的，用来测量某些线路某个时刻的电气参数。作为一个电气工作者，经常要测量一些中值电阻，其中，QJ23单臂电桥就是使用频率比较高的便携式仪表。然而，传统的测量方法是需要万用表先估值，然后才能测量。可是，经常会因为没有万用表或因为万用表估测值不准确而无法测量，所以，需要不断探索。可否不用提前估测电阻，直接利用电桥的测量特点测量呢？笔者通过研究电桥的结构和工作原理，总结出了一个直接测量中值直流电阻的巧方法，调节电桥时非常方便。下面简要介绍QJ23单臂电桥巧测电阻的原理和方法，以便让所有电气工作者方便使用。

1 单臂电桥测量直流电阻的工作原理

单臂电桥是一个比较式仪表，要想求1个待测电阻Rx，就要比较它与另外3个电阻R2，R3，R4组成的桥式电路。当这个桥式电路接上电源后，如果2个电桥的中点电位相等，则这两点连接的电路中的电流等于零。如果这两点间连接一个检流计，则此时检流计指针指零，此时称为电桥平衡；如果检流计指针不指零，则称为电桥不平衡。当电桥平衡时，被测电阻Rx正好等于其中一个比较电阻R4与另外2个电阻的比值R2/R3的乘积。通常情況下，将比较电阻R4称为电桥的比较臂，在制作电桥比较臂时，由4个串联的可调电阻箱组成，这四个电阻箱由9个1 Ω、9个10 Ω、9个100 Ω、9个1 000 Ω的电阻组成。比较臂R4由电阻箱上的4个电阻的阻值相加而得，通过调节每个电阻箱的读数盘旋钮，可以改变这4个串联电阻的阻值，所以，R4的阻值范围是0～9 999 Ω。而另外2个电阻的比值R2/R3称为电桥的比例臂。为了方便计算，可将其制作成10的整倍数的倍率，例如QJ23型单臂电桥将比例臂制作成7个固定的比率，分别是×0.001，×0.01，×0.1，×1，×10，×100，×1 000，标示在一个读数盘上，通过旋转读数盘切换比率。电桥平衡时，被测电阻Rx=比较臂读数×比例臂读数。

2 QJ23单臂电桥传统测量方法

QJ23单臂电桥测量直流电阻的传统方法是：①将检流计的锁扣打开，把“内接”和“外接”的选择开关置于“内接”处，调节调零器，将指针调到零位。②把被测电阻接在“Rx”的位置上，要求使用比较粗、比较短的连接导线，并将漆膜刮净。另外，接头要拧紧，以免使用线夹。接头接触不良会使电桥的平衡不稳定，严重时可能损坏检流计。③用万用表先估计一下被测电阻的大小，选择适当的比较臂倍率。选择的原则是，充分利用比较臂的4个电阻，保证测量结果有4位有效数字。为此选择的方法是，被测电阻为几欧姆时，比例臂应选0.001；被测电阻为几十欧姆时，比例臂应选0.01；被测电阻为几百欧姆时，比例臂应选0.1；被测电阻为几千欧姆时，比例臂应选1，其他以此类推。④先按下电源按钮B（锁定），再按下检流计的按钮G（点接）。⑤调整比较臂电阻，使检流计指向零位，保证电桥平衡。如果指针指“+”偏转，则需增加比较臂电阻；如果指针向“-”偏转，则需减小比较臂电阻。⑥读取数据，被测电阻Rx=比较臂读数×比例臂读数。⑦测量完毕，先断开检流计按钮G，再断开电源按钮B，然后拆除被测电阻，将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中损坏检流计。

由此可以看出，使用电桥测量之前，先要用万用表估测被测电阻，选定比例臂，然后根据检流计的偏转方向选择比较臂，调节电桥平衡。显然，对电阻的估测和选定比例臂倍率的过程都是利用非电桥的功能完成的，费时费力，不太方便，所以，需要相关人员不断探索，寻找更好的测量方法。

3 QJ23单臂电桥直接测量的巧方法

QJ23单臂电桥直接测量直流电阻的巧方法如下。

3.1 调节检流计

调节检流计，将其指针指到零。

3.2 将被测电阻接到接线柱

将被测电阻接到标有“Rx”的2个接线柱上，注意要拧紧接线柱，以减少接触电阻。

3.3 选择比例臂

选择比例臂时，先把比较臂预调到1 000 Ω，再把比例臂预调到×1倍率挡。这里，预调比较臂为1 000 Ω的原因是比较臂有4个有效数字时的最小值就是1 000 Ω，可以先选最小值，测量时数值往大调整。而比例臂预调到×1倍率挡的目的是比例臂共有7个倍率，×1倍率挡是最中间一挡，可以将其左右调节到其他挡位，测量时调到最大挡和最小挡的距离都是最近的。然后先按下电源“B”按钮并且锁闭，再按下检流计按钮“G”，看检流计指针怎么摆动后断开检流计“G”按钮。如果检流计指针向“+”方向摆动，则把比例臂的倍率增大一挡到×10倍率。再次按下检流计按钮“G”，看检流计的指针摆动方向后，断开检流计“G”按钮。如果检流计向“-”方向摆动，则此时可遵循“遇大定小”的原则，比例臂倍率可以回调到×1倍率挡，则比例臂就可以确定为×1倍率挡了；如果指针还是向“+”方向摆动，则可以把比例臂再调高一挡到×100挡。再次按下检流计按钮“G”，看检流计指针的摆动方向后，断开检流计“G”。直到指针向“-”摆动时，即可遵循“遇大定小”的原则，则比例臂就是比指针向“-”摆动时这一挡小一挡的倍率了。同理，比例臂在×1倍率挡，比较臂在1 000 Ω的初始位置时，调节电桥时，如果检流计向“-”方向摆动，则可减小比例臂到×0.1倍率挡，继续调节电桥；如果检流计指针向“+”方向摆动，则可遵循“遇大定小”的原则，比例臂倍率即可确定为此时的×0.1倍率挡。如果此时检流计向“-”方向摆动，则可继续减小比例臂到×0.01倍率挡，调节电桥，直到检流计指针向“+”方向摆动。按照“遇大定小”的原则，此时检流计指针向“+”方向摆动时所对应的倍率就是确定的比例臂。

3.4 调节比较臂

比例臂的倍率确定后，比较臂从1 000 Ω开始调试增加，按下检流计按钮“G”，看检流计指针的摆动方向，并断开检流计“G”。如果检流计指针向“+”方向摆动，则增加比较臂的4个电阻箱。电阻箱阻值的增加顺序由高位到低位进行，即先增加比较臂的×1 000电阻箱，增加顺序是从1～9，从小到大，只要检流计的指针向“+”方向摆动，就一直增加，直到指针向“-”方向摆动了，则说明这一位增加的多了，往回减小一位。接着再开始增加×100的电阻箱，与上一位的增加规律一样，也是从1～9调节，只要检流计的指针向“+”方向摆动就一直增加，直到指针向“-”方向摆动了，说明这一位增加的又多了，则往回减小一位。然后按照上述增加的规律依次再增加×10的电阻箱和×1的电阻箱，直到检流计指针指零，即电桥平衡为止。之后先断开检流计按钮“G”，再断开电源按钮“B”。

3.5 读取数据并计算阻值

读取数据，并计算阻值，被测电阻=比较臂读数×比例臂读数。

3.6 拆除电阻

拆除电阻，将比较臂的各个旋钮置于零，将检流计的“内接”开关切换到“外接”处，锁住检流计，以免搬动时损坏检流计的悬丝。

4 结束语

用单臂电桥测量直流电阻，传统的测量方法不仅需要用万用表估测电阻，还需要根据估测出的阻值推导一番方可确定比例臂。这种方法十分不方便，而且容易出错。采用单臂电桥直接测量的方法，只需看清检流计的偏转方向即可调节比例臂和比较臂的挡位，简便易学。调节速度快，测量准确度高，是单臂电桥测量直流电阻的优势。

参考文献

[1]贺令辉.电工测量仪表[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2]王剑平.电工测量[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[3]程逢科.电工常用仪表及应用[M].北京：中国电力出版社，2005.

〔编辑：白洁〕