雙電橋法的測量原理

雙電橋法是目前測量金屬電阻應用廣泛的一種方法。

它用于測量小電阻（10-2~10-6Ω）。圖4.2-6繪出了雙電橋電路圖。和單電橋相比看出，分路ABC中串聯了兩個高電阻R1和R2，這和單電橋相同。所不同處是：被測電阻Rx和標準電阻RN之間加人另一個并聯支路EDF，其中串聯了兩個大電阻R3和R4，并將檢流計的一個接點連接在R3和R4之間的D點。電橋平衡是通過調節四個高電阻R1、R2、R3和R4來實現的。在電橋設計上，每個高電阻通常大于50Ω，且R1=R3，R2=R4,并還需要在結構上保持R1與R3成聯動，R2與R4成聯動。同時要使連接Rx與RN之間的導線EF的電阻盡可能地小。如此就可使電橋中的分路電流I1和I2很小，而I3相對大得多。測量時調節可變電阻，使檢流計中無電流通過，即在電橋達到平衡時可以導出

根據上式，R1、R2和RN為已知，即可求出被測電阻RX值。為提高被測電阻值的精que度，測量時盡可能使R1R2之比接近于1，RN接近Rx。

圖4.2-6 雙電橋測量原理示意圖

從上述電路原理，可以分析出雙電橋法的兩個顯著優點：附加電阻的影響很小以及能靈敏地反映被測電阻微小的變化。在圖示電流方向的情況下，在分電路EDF中，D點被l2R3+I2Ro（Ro為附加電阻）所決定，由于I2很小，Ro<R3，因此ED線路中的導線電阻與接線柱間的接觸電阻對D點影響很小。在改變電流流動方向時，DF線路中附加電阻的影響很小。同理，在ABC分路中，由于I1很小，附加電阻對B點的影響很小，所以雙電橋中附加電阻對測量的影響可以忽略不計。由于Rx小，EF中的電阻極小，所以流經被測電阻Rx（AE）的I3和I1、I2相比要大得多，于是Rx有一個微小的變化，即能顯著地影響B點和D點的電位，從而使雙電橋能精que地測出試樣電阻值的變化。操作足夠熟練時，在雙電橋上能以0.2%~0.3%的精que度測量大小為10-4~10-3Ω左右的電阻。