用交流电桥测电阻、电容、电感

《用交流电桥测电阻、电容、电感》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、用交流电桥测电阻、电容、电感1、用交流电桥测电容、电感和电容耗损。2、了解电桥的平衡原理�掌握调节交流电桥的平衡方法。交流电桥与直流电桥相似�由四个桥臂组成�但组成桥臂的元件包括电阻、电容、电感及其组合。交流电桥除可测量元件参量外�还可用于测量电容器介质损耗、两线圈的互感及耦合系数、磁性材料导磁率及饱和特性、信号频率和液体导电等。一、交流电桥及其平衡条件在交流电桥中�用交流电源�低频信号发生器�和交流零示仪�如交流毫伏表�分别代替惠斯通电桥中的直流电源和检流计。一般交流电桥的四个桥臂中不仅有电阻�而且还有电容�电感等元件。它们的电路如图a所示�其

2、中Z1、Z2、Z3、Z4分别为四个桥臂的复阻抗。当电桥平衡时�没有BZ1Z2电流流过零示仪�即BDAmVC两点的电势在任一瞬间都相等�由欧姆定律得�Z4Z3D��IZ�IZ1144�图a���IZ�IZ2233��������而I1=I2�I3=I4�式中的I1、I2、I3、I4分别为通过Z、Z、Z、Z的复有效电流值�1234Z1Z4ZZ得��或1�2Z2Z3Z4Z3…………①上式称为交流电桥的平衡条件�它相当于下列两式ZZ12……………………②�ZZ23�������…………………③1423式中Z1、Z2、Z3、Z4为阻抗有效值��1、�2、�

3、3、�4为初相位。显然�交流电桥平衡时�除了阻抗大小成比例外�还必须满足相位条件�这是它与直流电桥的不同之处。二、实际电容器和电感的等效电路1、实际电容器的等效电路实际电容器的两极板间所充介质并不是理想介质�而存在“漏电”现象�在电路中要消耗一定的能量。因此�实际电容器相当于两极板间并联有一只很大的电阻。如图b所示�则电容器的复阻抗C1R�1�j�CR�CCZC�RC�2Rcj�c1���CR�C�图b�1当RC��时��C11Z��C2R��C�j�CC上式表明�实际电容器也等于理想电容与一1r���个阻值为C2的电阻串联�当R时�R��C�C

4、C电容器成为理想电容器。一般情况RC为一个较大的阻值�所以正弦交流电通过时�电容器两端电��压和通过的电流之间的相位角不是�而是��22这里称�为电容器的损耗角�它是衡量实际电容器与理想电容器的差别的一个重要参数。为方便起见�一般用tan�来表示电容器的损耗。1tan���r�CC�CRCCrc�图c�三、实际电感的等效电路电感是由导电线绕制而成的�因此它具有导线电阻�由导线的相对位置决定的分布电容以及由绕线线圈本身决定的电感量�它等效于一个LRC的串联电路�如图d所示�CRLL�图d�电感工作在低频范围内�c的旁路作用可忽略�此时实际电感的复阻

5、抗可表示为Z�R�j�LLL当RL�0实际电感可视为理想电感。电感的质量用品质因数Q来描述。�LQ�RL四、电容电桥如图e所示为测量电容的电桥电路�待测电容CX接在AB臂�RX为待测电容器对应的串联损耗电阻�C2为标准电容�其串联损耗电阻可以不考虑��为标准电阻箱。�BRXR2CXC2mVCAR4R3DSK�图e�当电桥平衡时�根据①式可得1R�1�4��R��R�X�2�j�CRj�CX3�2�求得�R3C�CX2R4R4R�RX2R3tan���RC�RC�XX22五、电感电路如图f所示为电感电桥�把待测电感接在AB臂�L2、R2分别是标准电

6、感的电感量和损耗电阻�则由①式可得BRXR2LXL2AmVCR4R3D�图f�R4��R�j�L�R�j�LXX22R3R4R4求得�LX�L2Rx�R2RR33�L�LX2品质因数Q��RRX2六、实验内容1、用电容电桥测待测电容CX的电容量和损耗电阻R。X2、用电感电桥测量待测线圈LX及其损耗电阻RX。实验指导一、交流电桥平衡的调节技巧1.事先设法知道待测元件的大概数值�根据平衡公式选定调节参数的数值�使电桥从开始就不至于远离平衡状态。2.电桥开始调节时应使交流电桥输出电压值幅度小一些�示零仪的量程取大些。固定其中一个参量�调节另一个使示零仪

7、指示的数值达到最小值�而后再固定另一个参量�调节另外参量使示零仪达到最小值�反复调节�在此基础上再增加电源的输出电压幅度�减小示零仪的量程�直到最后结果满足一定的精度为止。3.边分析�边调节。注意抓住主要矛盾。如用电容电桥测电容C时�由于一般电容的损X耗电阻较小�所以一开始可取R�0�2这时虽不满足电桥平衡�但偏离不大。再重点调节R3�R4,C2的值。当示零仪电流达到一个极小值时�再重点调节R�直至电桥2平衡。实验操作时的注意事项1.在使用电容电桥测量时�应注意R,R的阻值以34几百欧姆为宜�阻值太小�电桥调节过粗�会降低电桥的灵敏度。2.在连线

8、时�标准电容应屏蔽外壳。3.由于用电桥测量的精确度较高�当电桥接近平衡时�应注意尽量减小外界的接触分布电容的影响。4.注意毫伏表的接地线