电磁测量第十三章

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1、第十三章交流电桥交流电桥主要用于交流等效电阻及其时间常数、电容及其介质损耗、自感及其线圈品质因数和互感等电参量的精密测量。交流电桥:阻抗比电桥和变压器电桥，一般将阻抗比电桥称为交流电桥。交流电桥(阻抗比电桥)的准确度为10-3左右。变压器电桥是以感应分压器作为比率臂，感应分压器的准确度可达310-9，变压器电桥准确度可达10-8数量级。交流电桥的基本原理一、交流电桥的平衡条件二、交流电桥的特点三、交流指零仪和电源交流电桥的基本原理一、交流电桥的平衡条件当调节电桥桥臂参数，使交流指零仪器D中无电流时即ID=0，这时b、d两点的电位相等，电桥达到平衡交流电桥的基

2、本原理一、交流电桥的平衡条件交流电桥的平衡必须满足两个条件：相对臂的阻抗的模的乘积相等；相对臂的阻抗角之和相等。=1．交流电桥必须按照一定方式配置桥臂的阻抗。通常将交流电桥中的两个桥臂设计为纯电阻。（1）如果电桥的相邻两臂接入纯电阻，则另外相邻两臂必须接入相同性质的阻抗。（2）如果电桥的相对桥臂接入纯电阻，则另外相对两桥臂必须接入异性阻抗。2．交流电桥的平衡必须反复调节至少两个桥臂参数。3．分别读数。二、交流电桥的特点2.交流电桥的平衡必须反复调节至少两个桥臂参数3．分别读数1．交流指零仪(1)具有与测量线路相适应的灵敏度：测量的准确度与指零仪的灵敏度有很密切

3、的关系，指零仪的灵敏度愈高，测量的准确度也愈高；(2)零位干扰小(即零位稳定性高)：当电源电压、频率等因素变化时，存在噪声及有外界电磁场干扰时，仪表指示的偏转尽可能小，并能抑制50Hz电源干扰；(3)应具有一定的频率范围，对频率有选择性；(4)输入阻抗要高。2．交流电桥的电源(1)电源的电压稳定；(2)波形为正弦波；(3)频率稳定，具有一定的频率范围；(4)具有一定的功率，一般为0.1~0.5W；(5)输出阻抗可以调节，以适应不同的负载要求。三、交流指零仪和电源常用的交流阻抗比电桥交流电桥中的标准量具：标准电容，标准电感。工艺上的原因，标准电容可能达到的准确度

4、常常高于标准电感，并且标准电容不受外界磁场的影响，受温度变化的影响也比较小。在交流电桥中，大都是用标准电容作为标准量具。一、电容电桥1.高压电容电桥2.串联电容电桥3.并联电容电桥二、电感电桥1.测量高Q值电感的电感电桥2.测量低Q值电感的电感电桥3.测量互感的电桥三、测量频率的电桥四、万用电桥1．高压电容电桥工作电压很高(104以上)，为保证人身和设备的安全，指零仪器和可调节臂上各点对地的电位不能太高。2.串联电容电桥被测量用串联等效电路表示，比较臂也采用串联形式。适于测量损耗较小的电容。3.并联电容电桥被测量用并联等效电路表示，比较臂也采用并联形式。适于测

5、量损耗较大的电容。二、电感电桥电感电桥可测电感线圈的自感系数和品质因数。标准电容一定要安置在与被测电感相对的桥臂中。1．测量高Q值电感的电感电桥2．测量低Q值电感的电感电桥3．测量互感的电桥1．测量高Q值电感的电感电桥2．测量低Q值电感的电感电桥海氏电桥Q>10马克士威电桥Q<0.5Q=3．测量互感的电桥海维赛德电桥及其等效电路去耦等效变换三、测量频率的电桥温氏电桥四、万用电桥(QS18A)1.结构QS18A型万用电桥是上海沪光仪器厂生产的。电桥的核心部件由标准电容和电阻及转换开关组成。通过转换开关的切换，可以构成不同用途和量限的测量电桥。2.测量范围1)电阻

6、：10m11M2)电感：0.5H110H3)电容：0.5pF1100F4)电感品质因数Q值：0105)电容损耗因数D(tg)值：00.1，0103．测量原理QSl8A型万能电桥原理很简单：测量电阻时，通过转挽开关接成惠斯通电桥；测量电容和损耗因数时，接成串联电容电桥；测量电感和品质因数时，接成马克士威电桥。QSl8A型万能电桥的具体线路及其主要技术指标参见《电磁测量实验》实验三。变压器电桥(感应比率臂电桥)感应分压器的定义:按1978年IEC-618(国际电工委员会)规定，感应分压器简称IVD，是一个或多个相互连接的变压器组成的装置，用开

7、关或其它方法使装置的输出电压等于输入电压的某个选定比例值。感应分压器的分类:1.按工作频段工频感应分压器(50Hz或60Hz);音频感应分压器(lkHz和10kHz附近);超音频感应分压器(20kHz至100kHz)；高频感应分压器(1MHz左右)。2.按工作电压低压(低于220V)中压(低于600V)高压(高于1000V)变压器电桥(感应比率臂电桥)一、变压器电桥的特点二、变压器电桥的基本原理三、变压器电桥的基本线路四、等效三端网络一、变压器电桥的特点1.变压器电桥的变比基本上是个实数，精度很高。在变比为1:1时，精度不低于10-6，并且对温度和时间的稳定性

8、好。这是因为变压器的变比决定于变压器的