在精密儀器制造、電力設(shè)備檢測(cè)和材料科學(xué)研究中，微小電阻的精準(zhǔn)測(cè)量直接影響設(shè)備性能與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
直流單雙臂電橋作為電阻測(cè)量的經(jīng)典工具，通過(guò)"平衡比較法"實(shí)現(xiàn)對(duì)低值電阻的高精度測(cè)定，其獨(dú)特的測(cè)量方法融合了電學(xué)原理與操作技巧，是實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)至關(guān)重要的技術(shù)手段。
一、原理基礎(chǔ)：平衡狀態(tài)下的電阻比
直流單臂電橋適用于測(cè)量1Ω以上的電阻，通過(guò)比較待測(cè)電阻（Rx）與已知標(biāo)準(zhǔn)電阻（R1、R2、R3）的比例關(guān)系實(shí)現(xiàn)測(cè)量。當(dāng)電橋平衡時(shí)（檢流計(jì)指針指向零），橋臂電阻滿(mǎn)足比例式Rx/R2=R1/R3，通過(guò)調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻使檢流計(jì)無(wú)偏轉(zhuǎn)，即可計(jì)算出Rx=(R1×R2)/R3。而直流雙臂電橋（凱爾文電橋）則針對(duì)1Ω以下的高精度測(cè)量，創(chuàng)新性地采用四端接線(xiàn)法：將待測(cè)電阻的兩端分別連接電流端鈕（I+、I-）和電壓端鈕（P+、P-），通過(guò)獨(dú)立通路分離測(cè)量電流與電壓信號(hào)，有效消除了引線(xiàn)電阻和接觸電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。
二、單臂電橋測(cè)量步驟
1.接線(xiàn)與調(diào)零：將待測(cè)電阻接入標(biāo)有Rx的橋臂，連接穩(wěn)壓電源和檢流計(jì)，檢查線(xiàn)路無(wú)短路后閉合電源開(kāi)關(guān)。
2.粗調(diào)平衡：先調(diào)節(jié)比例臂（R1/R2）為整數(shù)比（如1:1、10:1），再轉(zhuǎn)動(dòng)比較臂（R3）的旋鈕，使檢流計(jì)指針接近零位。
3.細(xì)調(diào)平衡：逐步降低檢流計(jì)靈敏度，微調(diào)比較臂電阻至指針全部靜止，記錄此時(shí)R1、R2、R3的讀數(shù)。
4.計(jì)算結(jié)果：根據(jù)比例式Rx=(R1×R2)/R3計(jì)算阻值，多次測(cè)量取平均值以減小誤差。
三、雙臂電橋的特殊操作
雙臂電橋需更嚴(yán)格的接線(xiàn)規(guī)范：用短而粗的導(dǎo)線(xiàn)連接待測(cè)電阻的電流端與電橋電流端鈕，電壓端鈕則直接夾在待測(cè)電阻的兩端。測(cè)量時(shí)先接通電源，緩慢調(diào)節(jié)步進(jìn)盤(pán)（粗調(diào)）和滑線(xiàn)盤(pán)（細(xì)調(diào)），直至檢流計(jì)零位指示穩(wěn)定。關(guān)鍵點(diǎn)在于保持電流端鈕與電壓端鈕的接觸壓力一致，防止因接觸電阻變化引入誤差。對(duì)于低值電阻，還需通過(guò)交換法進(jìn)一步消除系統(tǒng)誤差。
四、注意事項(xiàng)與誤差控制
測(cè)量前需確保電橋電池電壓充足，檢流計(jì)指針零位校準(zhǔn)準(zhǔn)確；操作中避免用手直接接觸端鈕，環(huán)境溫度應(yīng)控制在20℃±5℃以減少熱電勢(shì)影響。雙臂電橋還需定期用標(biāo)準(zhǔn)低電阻校驗(yàn)，確保步進(jìn)盤(pán)和滑線(xiàn)盤(pán)的刻度精度。
從實(shí)驗(yàn)室的微歐級(jí)電阻測(cè)定到電力系統(tǒng)的變壓器繞組直流電阻檢測(cè)，直流單雙臂電橋通過(guò)科學(xué)的平衡原理與規(guī)范的操作流程，為微電阻測(cè)量提供了"毫米級(jí)"的精準(zhǔn)度。掌握其測(cè)量方法，不僅是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能，更是保障精密設(shè)備性能的關(guān)鍵技術(shù)。
