双电桥法的测量原理

双电桥法是目前测量金属电阻应用广泛的一种方法。

它用于测量小电阻（10^-2~10^-6Ω）。图4.2-6绘出了双电桥电路图。和单电桥相比看出，分路ABC中串联了两个高电阻R₁和R₂，这和单电桥相同。所不同处是：被测电阻R_x和标准电阻R_N之间加人另一个并联支路EDF，其中串联了两个大电阻R3和R4，并将检流计的一个接点连接在R₃和R₄之间的D点。电桥平衡是通过调节四个高电阻R₁、R₂、R₃和R₄来实现的。在电桥设计上，每个高电阻通常大于50Ω，且R₁=R₃，R₂=R₄,并还需要在结构上保持R₁与R₃成联动，R₂与R₄成联动。同时要使连接R_x与R_N之间的导线EF的电阻尽可能地小。如此就可使电桥中的分路电流I₁和I₂很小，而I₃相对大得多。测量时调节可变电阻，使检流计中无电流通过，即在电桥达到平衡时可以导出

根据上式，R₁、R₂和R_N为已知，即可求出被测电阻R_X值。为提高被测电阻值的精que度，测量时尽可能使R₁R₂之比接近于1，R_N接近R_x。

图4.2-6 双电桥测量原理示意图

从上述电路原理，可以分析出双电桥法的两个显著优点：附加电阻的影响很小以及能灵敏地反映被测电阻微小的变化。在图示电流方向的情况下，在分电路EDF中，D点被l₂R₃+I₂R_o（R_o为附加电阻）所决定，由于I₂很小，R_o<R₃，因此ED线路中的导线电阻与接线柱间的接触电阻对D点影响很小。在改变电流流动方向时，DF线路中附加电阻的影响很小。同理，在ABC分路中，由于I₁很小，附加电阻对B点的影响很小，所以双电桥中附加电阻对测量的影响可以忽略不计。由于R_x小，EF中的电阻极小，所以流经被测电阻R_x（AE）的I₃和I₁、I₂相比要大得多，于是R_x有一个微小的变化，即能显著地影响B点和D点的电位，从而使双电桥能精que地测出试样电阻值的变化。操作足够熟练时，在双电桥上能以0.2%~0.3%的精que度测量大小为10^-4~10^-3Ω左右的电阻。