專利名稱：一種直流電橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)儀器。
上述平衡電橋由于測(cè)量時(shí)必須使?fàn)顟B(tài)相對(duì)穩(wěn)定，以便于調(diào)節(jié)平衡，因此只能測(cè)量具有相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的或非常緩慢變化的物理量。也就是說(shuō)，平衡電橋只能進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量。由于在工程實(shí)際或科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，物理量是連續(xù)變化的，必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，而現(xiàn)有的平衡電橋都無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，這使平衡電橋的應(yīng)用受到了限制。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的它包括平衡直流電橋和非平衡直流電橋，兩橋的四個(gè)端點(diǎn)為A、B、C、D，由功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S11、S21、S12、S31和S32加以選擇，平衡直流電橋的兩個(gè)橋臂為RB和待測(cè)電阻RX，橋臂RB由可變電阻RB1、RB2、RB3和RB4串聯(lián)而成，其它兩個(gè)橋臂由依次相接的電阻RK1、RK2、RK3和RK4不同的組合構(gòu)成，電阻RS3為采樣電阻，非平衡直流電橋的四個(gè)橋臂為R1、R2、R3和待測(cè)電阻RX，橋臂R1由兩個(gè)可變電阻R11、R13和電阻R12串聯(lián)而成，橋臂R2由兩個(gè)可變電阻R21、R23和電阻R22串聯(lián)而成，橋臂R3由兩個(gè)可變電阻R31、R33和電阻R32串聯(lián)而成，電阻RS1、SS2為采樣電阻，電阻R＇g為負(fù)載電阻。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
1.將非平衡電橋與平衡電橋做成一體，不僅可以通過(guò)調(diào)節(jié)平衡進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，而且可以通過(guò)測(cè)量電橋的輸出(電壓、電流、功率)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量。
2.實(shí)驗(yàn)時(shí)，同時(shí)做平衡電橋與非平衡電橋?qū)嶒?yàn)，可以使學(xué)生獲取電橋的全面知識(shí)，又可以充分發(fā)揮電橋的作用，既節(jié)省了教學(xué)時(shí)間，又節(jié)省了教學(xué)經(jīng)費(fèi)，并培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S31的4、5、6接點(diǎn)相連，通過(guò)依次相接的四個(gè)電阻RK4、RK3、RK2和RK1接到B點(diǎn)，1、2、3接點(diǎn)相連，通過(guò)可變電阻R21、電阻R22和可變電阻R23接到開(kāi)關(guān)S11的常接點(diǎn)。功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S11的1、2、3接點(diǎn)相連，通過(guò)可變電阻R11、電阻R12和可變電阻R13接到B點(diǎn)，接點(diǎn)4接到電阻RK1與RK2之間，接點(diǎn)5接到電阻RK2與RK3之間，接點(diǎn)6接到電阻RK3與RK4之間。兩個(gè)功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S31、S32的常接點(diǎn)的交點(diǎn)為D，開(kāi)關(guān)S32的4、5、6接點(diǎn)相連，通過(guò)可變電阻RB1、RB2、RB3、RB4和按鈕開(kāi)關(guān)B2接到C點(diǎn)，1、2、3接點(diǎn)相連，通過(guò)可變電阻R31、電阻R32、可變電阻R33接到C點(diǎn)。功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S12的4、5、6接點(diǎn)相連，通過(guò)采樣電阻RS3、按鈕開(kāi)關(guān)B1接到B點(diǎn)，電阻RS3與按鈕開(kāi)關(guān)B1的交點(diǎn)為e，接點(diǎn)1通過(guò)采樣電阻RS1接到e點(diǎn)，接點(diǎn)2通過(guò)采樣電阻RS2接到e點(diǎn)，接點(diǎn)3接到e點(diǎn)，在開(kāi)關(guān)S12的常接點(diǎn)與e點(diǎn)之間接有電流表PA。功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S21的4、5、6接點(diǎn)相連，接到開(kāi)關(guān)S12的常接點(diǎn)，接點(diǎn)1、2相連，通過(guò)電阻R＇g接到電流表PA，開(kāi)關(guān)S21的常接點(diǎn)接到D點(diǎn)，在e、D兩點(diǎn)之間接有電壓表PV。在B、C兩點(diǎn)之間接有待測(cè)電阻RX。
當(dāng)功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S11、S12、S31和S32處于位置4、5、6時(shí)，即為平衡電橋，其中兩個(gè)橋臂分別為RB和RX，橋臂RB由可變電阻RB1、RB2、RB3和RB4串聯(lián)而成，另兩個(gè)橋臂由四個(gè)電阻RK1、RK2、RK3和RK4不同的組合構(gòu)成。當(dāng)開(kāi)關(guān)S11處于位置4時(shí)，一橋臂為電阻RK1，另一橋臂由電阻RK2、RK3和RK4串聯(lián)而成，兩者比率K＝0.1；當(dāng)開(kāi)關(guān)S11處于位置5時(shí)，一橋臂由電阻RK1和RK2串聯(lián)而成，另一橋臂由電阻RK3和RK4串聯(lián)而成，兩者比率K＝1；當(dāng)開(kāi)關(guān)處于位置6時(shí)，一橋臂由電阻RK1、RK2和RK3串聯(lián)而成，另一橋臂為電阻RK4，兩者比率K＝10。調(diào)節(jié)電阻RB1、RB2、RB3、RB4使電橋平衡時(shí)，電流表PA無(wú)電流，待測(cè)電阻RX＝KRB。比較電阻RB以十進(jìn)制調(diào)節(jié)，這與惠斯頓電橋的原理是一樣的。
當(dāng)功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S11、S21、S12、S31和S32處于位置1、2、3時(shí)，即為非平衡直流電橋，其橋臂分別為R1、R2、R3和RX，橋臂R1由可變電阻R11、電阻R12和可變電阻R13串聯(lián)而成，橋臂R2由可變電阻R21、電阻R22和可變電阻R23串聯(lián)而成，橋臂R3由可變電阻R31、電阻R32和可變電阻R33串聯(lián)而成。其中可變電阻R11、R21和R31可為10KΩ多圈電位器，用于粗調(diào)，可變電阻R13、R23和R33可為100Ω的多圈電位器，用于細(xì)調(diào)，電阻R12、R22和R32可為10Ω的固定電阻，使得兩個(gè)多圈電位器調(diào)至零時(shí)，橋臂不會(huì)短路。電阻R＇g和采樣電阻RS1或RS2組成負(fù)載電阻。PV為數(shù)字電壓表，測(cè)量B、D兩端之間的電壓，PA為數(shù)字電流表，測(cè)量通過(guò)負(fù)載電阻的電流。
非平衡直流電橋有兩種輸出方式一種是電壓輸出；另一種是功率輸出。
當(dāng)功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S21處于位置3時(shí)，開(kāi)關(guān)S21和S12之間是斷開(kāi)的，B、D之間處于開(kāi)路狀態(tài)，相當(dāng)于負(fù)載電阻為無(wú)窮大，電流表PA無(wú)電流，電壓表PV測(cè)量的是B、D之間的開(kāi)路電壓V0。此種情況即為電壓輸出，由電壓輸出V0可得到RX的值。
當(dāng)功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S21處于位置1或2時(shí)，負(fù)載電阻為有限值，電壓表PV測(cè)量的是負(fù)載電阻的電壓，電流表PA測(cè)量的是流經(jīng)負(fù)載電阻的電流。由負(fù)載電阻的電壓和流經(jīng)負(fù)載電阻的電流可以得到負(fù)載電阻的功率，由輸出功率可以得到RX的值，此種情況即為功率輸出，該電橋稱為功率橋。
對(duì)于功率橋，采樣電阻RS1和RS2分別適用于測(cè)量小電阻和大電阻。測(cè)量小電阻時(shí)，開(kāi)關(guān)S12選擇位置1，電流表PA單位為mA；測(cè)量大電阻時(shí)，開(kāi)關(guān)S12選擇位置2，電流表PA單位為μA。
權(quán)利要求1.一種直流電橋，其特征在于它包括平衡直流電橋和非平衡直流電橋，兩橋的四個(gè)端點(diǎn)為A、B、C、D，由功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S11、S21、S12、S31和S32加以選擇，平衡直流電橋的兩個(gè)橋臂為RB和待測(cè)電阻RX，橋臂RB由可變電阻RB1、RB2、RB3和RB4串聯(lián)而成，其它兩個(gè)橋臂由依次相接的電阻RK1、RK2、RK3和RK4不同的組合構(gòu)成，電阻RS3為采樣電阻，非平衡直流電橋的四個(gè)橋臂為R1、R2、R3和待測(cè)電阻RX，橋臂R1由兩個(gè)可變電阻R11、R13和電阻R12串聯(lián)而成，橋臂R2由兩個(gè)可變電阻R21、R23和電阻R22串聯(lián)而成，橋臂R3由兩個(gè)可變電阻R31、R33和電阻R32串聯(lián)而成，電阻RS1、SS2為采樣電阻，電阻R＇g為負(fù)載電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直流電橋,它涉及一種教學(xué)儀器。該直流電橋包括平衡直流電橋和非平衡直流電橋,由功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S
文檔編號(hào)G01R17/10GK2519283SQ0222806
公開(kāi)日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2002年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月9日
發(fā)明者是度芳, 樂(lè)培界 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)