（大量程）QJ57直流雙臂電橋

一、引言：

   （大量程）QJ57直流雙臂電橋具有五個十進(jìn)式測量讀數(shù)盤，全量程由七個分量限組成，并內(nèi)附電源與指零儀，故不需任何其他附件即可投入測量工作，適合實驗室、車間生產(chǎn)線或野外工地，高精度測量直流中值和低值電阻，體積小巧，使用簡便。

為配合不同用途的測量需要，電橋的電源和指零儀的斷通按鍵是獨立存在的，以能控制測量線路的閉合次序，同時電橋線路的特點使在測定低值有感電阻時，由雜散磁場變化帶來的干擾影響相對降低。

為配合外接高靈敏指零儀及大容量電源的需要，電橋備有外接指零儀接線端鈕與外接電源接線端鈕，并可通過選擇開關(guān)作選用。

面板上還各有可連接大指示面的中心零位表頭，同時斷開內(nèi)接指示表頭的插座，如外接指示表頭選擇適當(dāng)，靈敏度還可以提高。（此時，儀器內(nèi)附放大器及調(diào)整鈕仍起作用）

內(nèi)附電池電壓可隨時通過面板上的表頭來檢查荷電狀況，以能及時發(fā)覺耗完的電池進(jìn)行更換。

二、（大量程）QJ57直流雙臂電橋用途：

本儀器的主要用途如下：

1、對金屬桿棒、板料或電纜、導(dǎo)線等電阻率測定。

2、對流匯流排、金屬殼體等焊接質(zhì)量的檢查。

3、對低阻標(biāo)準(zhǔn)器、大電流分流器、功率型電阻器等的校驗和調(diào)整。

4、開關(guān)、電器接觸電阻的測定。

5、各型電機(jī)、變壓器、繞阻的直流電阻測量和溫升試驗等等。

三、（大量程）QJ57直流雙臂電橋外形及部件名稱：

1、指零儀的電氣調(diào)零鈕。

2、指零儀的靈敏度調(diào)節(jié)鈕。

3、接地端鈕。

4、內(nèi)附指零儀表頭。

5、連接大指示面指零儀的插座。

6、指零儀內(nèi)接與外接選擇開關(guān)。

7、外接指零儀端鈕。

8、外接電源的端鈕。

9、電源內(nèi)接與外接選擇開關(guān)。

10、測量讀數(shù)盤。

11、指零儀按鍵。

12、電源按鍵。

13、倍率盤。

14、四端鈕測量接線柱。

15、內(nèi)接指零儀電源（9V）

16、內(nèi)接電橋工作電源（1.5V8節(jié)并聯(lián)）。

 

        

圖1-a  QJ57型電橋的面板及部件

      

圖1-b  QJ57型電橋背面

四、主要技術(shù)特性

1、測量讀數(shù)范圍：0.01μΩ~1111.10Ω分7個量程給出。

2、電橋不同量限的等級指數(shù)列于表1：

表1

量程因數(shù)	有效量程（Ω）	用百分比表示 的等級指數(shù)C
103	0~1111.10	0.05
102	0~111.110	0.05
10	0~11.1110	0.05
1	0~1.11110	0.05
10-1	0~0.111110	0.05
10-2	0~0.0111110	0.2
10-3	0~0.00111110	2

3、電橋基本誤差的允許極限由下式?jīng)Q定：

  Elim=±C/100RN/10+X

式中：Elim—允許的誤差極限   Ω

      RN—基準(zhǔn)值       Ω

      X—標(biāo)度盤示值    Ω

      C—等級指數(shù)

注：由于分辨力不足而引起的任何誤差應(yīng)包括在允許誤差內(nèi)。

4、電橋保證準(zhǔn)確度的參考溫度為20±0.5℃、參考相對濕度40%~60%。

5、電橋的標(biāo)稱使用溫度范圍內(nèi)為15℃~25℃、標(biāo)稱使用相對濕度25~75%。

6、測量讀數(shù)盤：

電橋測量線路。主要包括兩個固定橋臂和兩個可調(diào)橋臂組成雙電橋的內(nèi)外比例臂。而二個可調(diào)臂，在調(diào)整時是機(jī)械聯(lián)動的，同時在面板上顯示讀數(shù)。

可調(diào)臂中五個測量盤的步進(jìn)值相當(dāng)于

10(0.1+0.01+0.001+0.0001+0.00001)Ω

給出的zui大值為1.1111Ω，zui小步進(jìn)值為0.00001Ω。

7、倍率盤：是一個十一位旋轉(zhuǎn)開關(guān)，可選擇以下功能。

A、“斷”位——在該位置上，指零儀輸入端短路，放大器的工作電源切斷。

B、量程因數(shù)：“103”、“102”、“10”、“1”、“10-1”、“10-2”、“10-3”

在任一量程因數(shù)下，內(nèi)附指零儀放大器工作電源接通，相應(yīng)于該量限的限流電阻自動接入線路。

C、“BV”位——此時，可在指示表上直接檢查內(nèi)附電橋工作電源的荷電狀況，檢查時按下“B”鈕，如表針偏不到綠色刻度，則表明需要換1.5V電池。

D、“GV”位——在此位置上，表針如偏轉(zhuǎn)不到綠色刻度，則需要更換9V電池（與指零儀按鍵狀態(tài)無關(guān)）。

8、內(nèi)附指零儀：指零儀包括一個中心零位的指示表頭，一個調(diào)制型放大器，以及一個調(diào)零電位器和一個調(diào)節(jié)靈敏度的電位器。

(a)靈敏度——在電橋規(guī)定的供電電壓及有效量程內(nèi)，當(dāng)橋臂電阻（或被測電阻）變化C%時，指示儀表的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)大于一個毫米分格值。若達(dá)不到要求時，則應(yīng)有外接指零儀端鈕。

(b)調(diào)零——指示表頭上備有機(jī)械調(diào)零裝置，在測量工作進(jìn)行之前，可預(yù)先調(diào)整零位，而當(dāng)放大電源接通后，若表針偏向一邊，可用調(diào)零電位器調(diào)整至中央，調(diào)整范圍大于±200mm分格。

作精密測量時，如有需要，可當(dāng)電橋接近zui終平衡時，把電源開關(guān)斷開，再一次調(diào)整電氣零位后測量，以扣除測量線路內(nèi)寄生熱電勢。

(a)阻尼時間 —— ＜4s。

(b)放大器輸入阻抗—— 約5KΩ。

(c)靈敏度——1.2mm/1μV。

(f)表頭內(nèi)阻——約4KΩ。

9、外形尺寸：300mm×250mm×160mm。

10、重量：約6kg。

五、電氣原理：

1、電橋部分：圖2是QJ57型雙電橋的原理線路圖。測量線路主要包括兩個固定臂（Rb和RB）及兩個機(jī)械聯(lián)動



圖2 QJ57型電橋原理性線路圖

 

的可調(diào)臂（RA和Ra）組成的電橋比例臂及一個以倍率步進(jìn)表示的標(biāo)準(zhǔn)臂（RS）。可調(diào)臂（即測量讀數(shù)臂）由五個十進(jìn)盤組成，電阻值相當(dāng)于10(0.1+0.01+0.001+0.0001+0.00001)Ω，總的范圍是1.1111Ωzui小步進(jìn)值為0.0000110Ω.

變更倍率盤，可對電橋線路中七個固定的標(biāo)準(zhǔn)電阻值作選擇，相應(yīng)于量程因數(shù)×10-3、×10-2、×10-1、×1、×10、×102、×103。倍率的改變還能自動更換和定值標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)的限流電阻，以防元件發(fā)熱受損。倍率盤開關(guān)接觸電阻是和主比例臂（RB）大電阻串接，其影響可忽略不計。

待測電阻按四線法連接到電橋上標(biāo)注有C1、P1、P2、C2的執(zhí)著線柱上，通過測量臂的調(diào)節(jié)，在電橋處于平衡狀態(tài)時，（表針指中央零位）求出其歐姆值。


  

圖3  放大器原理線路圖

 

2、QJ57型直流雙臂電橋的內(nèi)附指零儀，為了能對電橋指示對角線輸出的微小直流電量有足夠的檢測，增加了一個調(diào)制型直流放大器（JZ2-4），其作用是把電橋輸出的直流不平衡信號，經(jīng)過RC元件組成的濾波網(wǎng)絡(luò)，把疊加的交流干擾成份濾去，在用場效應(yīng)管作斬波器的調(diào)制器內(nèi)把信號變?yōu)榻涣?，再?jīng)交流放大，經(jīng)橋式解調(diào)后，把交流信號還原成與輸入信號同步的放大了的直流信號，推動指示儀表。

振蕩器為調(diào)制和解調(diào)提供驅(qū)動源，整個放大器由內(nèi)附9V（6F22）電源供電，其原理線路框圖如下：



圖4  內(nèi)附指零儀放大器原理框圖

六、使用方法

（一）連接方法

1、被測電阻的連接：被測電阻：“RX”必須作為一個四端式電阻器來進(jìn)行測量，也就是說，電阻“RX”應(yīng)包含有兩個電流端和兩個電位端（電橋線路與被測電阻“RX”的連接，參見圖2）。

（1）將被測電阻“RX”的兩個電流端C1、C2分別連接到電橋面板上和相應(yīng)的C1、C2接線柱。被測（C1）與電橋（C1）的連接導(dǎo)線應(yīng)該用粗銅線。且越短越好，電阻值越低越好（尤其是作極低電阻精密測量時），不然，要帶來誤差。而被測（C2）與電橋（C2）的聯(lián)接導(dǎo)線，有足夠的載流能力即可。對電橋在不同測量范圍時，通過被測電阻的電流，可查表Ⅱ。

（2）將被測電阻“RX”的二個電位端P1、P2連接到電橋面板上的P1、P2接線柱，連接導(dǎo)線的電阻值不宜大于0.01Ω。

2、外接電源的連接：如果要較長時間連續(xù)的測試10-2Ω以下的被測電阻或有感電阻時，建議采用大容量的直流電池組（電壓在1.5~2V）作為電橋的外接工作電源。

（1）如用外接電池，則應(yīng)把外電源的連線接在電橋外接電源接線柱上，極性不可反，同時把電橋面板上的電源內(nèi)外接選擇開關(guān)扳向“外接”位置。

有時為了加快對有感被測電阻進(jìn)行測定，外接電池電壓一般大于2V，此時可用一只具一定功率的變阻器及電流表與外接電池串接，并隨時調(diào)節(jié)變阻器，將測試電流限止在下表所列的相應(yīng)電流數(shù)值，使測量時間大縮短。（表Ⅱ）

3、外指零儀的連接：如果認(rèn)為內(nèi)附指零儀的靈敏度或穩(wěn)定性還不能滿足更高精度測量的需要，用戶可外接靈敏度為±1μV滿刻度的測零儀，使在測量低于10-3Ω電阻時，可分辨至0.01μΩ，其時把外接指零儀的二根連接導(dǎo)線與電橋面板上相應(yīng)的外接檢流計接線端相連接，同時把指零儀內(nèi)外接選擇開關(guān)放在外接位置。

4、外接中心指零表：有時為了提高指零儀靈敏度或用中心零位的臺式指示表，可直接地把所需表頭與備用插塞連接后，插入面板上相應(yīng)插座中。此時內(nèi)附表頭自動斷開（任何靈敏度為±5~25μA，阻尼適合的長指針中心零位表都可選用）。

5、接地：如有需要，可把面板的接地端鈕（‡）連接到一個良好的大地接地點。

（二）測量操作步驟

1、概述：儀器可在任何位置正常工作，相對來說不受震動的影響。

2、測試電流：在內(nèi)附電源或外接約1.5V電池時，儀器在不同量程因數(shù)下通過被測電阻的測試電流及允許zui大連續(xù)的電流值如下：

 

被測電阻（Ω）	量程因數(shù)	測試電流（A）	zui大允許電流（A）
0~0.00111110	10-3	3.4	5
0~0.0111110	10-2	1.1	2.2
0~0.111110	10-1	0.55	0.8
0~1.11110	1	0.1	0.2
0~11.1110	10	0.015	0.06
0~111.110	102	0.0015	0.02
0~1111.10	103	0.0002	0.006

3、內(nèi)附指零儀機(jī)械調(diào)零，如果有需要可將倍率盤轉(zhuǎn)到“斷”位置，此時可旋動指示表面罩上的有槽螺釘，使表針調(diào)到刻度尺的中央位置（零刻度線）。

4、電源電壓檢查：如果需要對電橋內(nèi)附電池電壓狀況作檢查，可把倍率盤轉(zhuǎn)到“BV”位置，壓下“B”鈕后，指零儀應(yīng)指示在綠色線條上，假如指針偏不到綠色刻度，說明內(nèi)附電橋工作電源已不足，要更換電池了。

5、電源“內(nèi)外”選擇開關(guān)與指零儀“內(nèi)外”選擇開關(guān)應(yīng)放在所用相應(yīng)的位置。

6、內(nèi)附指零儀電氣調(diào)零和靈敏度調(diào)整：當(dāng)把倍率盤轉(zhuǎn)到任一所需量程因數(shù)值下準(zhǔn)備測量時，如指針偏向一方，就可用調(diào)零電位器把表針調(diào)到中央處，如有需要，待幾分鐘熱穩(wěn)定后，再調(diào)整一次。靈敏度調(diào)節(jié)鈕，可根據(jù)測量實際需要，及操作熟練程度，放在適當(dāng)位置。一般要求電橋zui后平衡是處于zui高靈敏下，此時靈敏度調(diào)節(jié)鈕應(yīng)順時鐘向調(diào)終位置。

7、被 測電阻“RX”的測量：

（1）按前面所述，把被測電阻接到電橋上。

（2）選擇倍率：將倍率選擇轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)到所需的電阻測量范圍，如不知道被測電阻的大致阻值，則應(yīng)先選用103乘數(shù)。

（3）測量讀數(shù)盤的調(diào)整：可把*、二主要測量讀數(shù)盤放在被測電阻的大略讀數(shù)位置，如不預(yù)知被測的電阻值，可先將測量讀數(shù)盤轉(zhuǎn)到zui大電阻讀數(shù)值（1.1111Ω）。每個讀數(shù)盤的第十檔示值是用羅馬字X（拾）標(biāo)志的，這是為了便于記錄數(shù)據(jù)，計算時即把該示制值作“0”，并進(jìn)位到前面一個數(shù)加“1”。

（4）電橋的平衡調(diào)整：對操作經(jīng)驗不足的用戶，在以下的調(diào)整中，指零儀的靈敏度可根據(jù)測量需要，逐次順時鐘向由低向高調(diào)節(jié)。

A、對一般低電阻的測量，通?？涉i住“G”鈕，間歇地閉合使用“B”鈕，間歇地閉合使用“B”鈕，同時注意表針偏轉(zhuǎn)方向，如向右偏轉(zhuǎn)表示倍率的置數(shù)偏低。

B、根據(jù)以上情況，增大或減小倍率盤的置數(shù)，每次增或減一檔，直到指針向反方向偏轉(zhuǎn)為止，然后將倍率放在比產(chǎn)生反向偏轉(zhuǎn)的擋位高一檔位置。

C、調(diào)節(jié)電橋的測量盤，使指零儀指零，調(diào)整時從zui高阻值的讀盤開始，直到zui后一只測量盤。zui終調(diào)整應(yīng)在足夠的靈敏度下，取得平衡。

（5）讀取被測電阻測定值：為使測定值具有足夠的有效位數(shù)，*讀數(shù)盤不應(yīng)為零。緊靠*為讀數(shù)盤左邊面板上的小園點，表示*位的示值具有小數(shù)點。

各測量讀數(shù)盤示值之和再乘上倍率示數(shù)，就是被測電阻“RX”的歐姆值。例如，zui終讀數(shù)示值為（9），（X），（9），（4），（5），Ω則其值為1.00945Ω。

（6）用畢電橋就把倍率盤轉(zhuǎn)至“斷”位置，同時松開“B”鈕，此時電橋的內(nèi)附電源都被切斷。

 

七、注意事項

1、如被測電阻是有感的繞組，在測量平衡過程中，應(yīng)先壓下“B”鈕一個短時期后，再間歇地使用“G”，鈕，以防止表急沖，而斷開時則應(yīng)先放開“G”鈕。（在放開“B”鈕時，為防止反電勢在“B”鈕接點上拉火花產(chǎn)生電蝕，可設(shè)法先切斷“被測”與電橋測量端“C2”的連線后再放開“B”鈕）。

2、如欲將被測電阻與一串列不同阻值的標(biāo)準(zhǔn)器作逐一比較，可先把該串列標(biāo)準(zhǔn)逐個測定之，然后根據(jù)電橋測量盤示值逐個對比即可。

八、儀器成套性

隨同產(chǎn)品供應(yīng)的文件有：

  1、裝箱單

2、使用說明書

3、產(chǎn)品合格證

九、運輸、保管及免費修理期限

1、本儀器在運輸時，應(yīng)有防潮包裝，在儀器的包裝箱殼外壁上，應(yīng)有不易檫掉的標(biāo)志或符號“向上”“精密儀器”“小心輕放”“防潮”等。用戶攜帶時注意不應(yīng)使儀器碰撞。

2、儀器應(yīng)貯放在周圍空氣溫度15～25℃、相對濕度≤75%的環(huán)境內(nèi)，室內(nèi)空氣不應(yīng)含有足以能腐蝕儀器的氣體和有害雜質(zhì)，且儀器不應(yīng)受日光的直接曝曬。

3、在用戶遵守保管及使用規(guī)則的條件下，從制造廠發(fā)貨日起12個月內(nèi)，產(chǎn)品質(zhì)量不良而發(fā)生損壞或不能正常工作時，制造商應(yīng)無償?shù)貫橛脩粜蘩懋a(chǎn)品，如儀器無法修好時，則應(yīng)無償?shù)亟o用戶更換產(chǎn)品或零件。（電訊零件除外）