第9章 万用电桥和Q表.pptVIP

1 第9章 万用电桥和Q表 本章要点 直流电桥和交流电桥的平衡条件 测量电阻、电容和电感的实际电路及测量误差 Q表的组成及原理框图 Q表的应用 9.1 电桥平衡条件 9.1.1 电阻器 9.1.2 电容器 9.1.3 电感器 9.1.4 电桥的平衡条件 9.2 实际测量电路及测量误差 9.2.1 测量电阻 9.2.2 测量电感 9.2.3 测量电容 9.2.4 测量误差 9.3 Q表 9.3.1 Q表的组成和框图原理 9.3.2 Q表的应用 9.4 实训 2．用海氏电桥测量高Q值电感 如图9-10所示，通过调整RS和CS，使电桥平衡对背的电抗乘积相等，可以得出： 解得： （9-12） （9-13） 在上面的式子中，同样R1、R3是标准电阻，RS是标准电位器，CS是可调整的标准电容。 3．用不平衡电桥测量电感 用不平衡电桥测量电感电路结构，这和图9-8相似。用标准电感替代标准电阻，被测电感代替被测电阻，用交流电源代替直流电源E。经过计算可以得出： （9-14） 1．用串联电阻式比较电桥测量低损耗电容 如图9-11所示，通过调整RS和CS，使电桥平衡对背的电抗乘积相等，可以得出： 图9-11串联电阻式比较电桥 56页 解得： （9-15） (9-16) 在上面的式子中，R1、R2是标准电阻，RS是标准电位器，CS是可调整的标准电容。 2．用并联电阻式比较电桥测量高损耗电容 如图9-12所示，通过调整RS和CS，使电桥平衡对背的电抗乘积相等，可以得出： 图9-12 并联电阻式比较电桥 56页 解得： （9-17） 在上面的式子中，R1、R2是标准电阻，RS是标准电位器，CS是可调整的标准电容。 (9-18) 3．用不平衡电桥测量电容 用不平衡电桥测量电容电路结构，这和图9-8相似。用标准电容替代标准电阻，被测电容代替被测电阻，用交流电源代替直流电源E。经过计算可以得出： (9-19) 1．准元件值的误差 测量误差的大小与标准元件值的误差成正比，并且还取决于电路的形式。 2．电桥表头的误差 模拟式表头灵敏度较低，难于判断最小值的准确位置，因而产生指示误差。高次谐波电压更会影响平衡位置的判断。 3．要注意采取屏蔽措施，减小寄生耦合的影响和外界电磁场的干扰 Q表是以LC回路谐振特性为基础而进行测量的方法。与高频电桥相比较为实用。 在测量精度要求不高时，则常常使用谐振法（Q表， Q表使用简便，工作频带宽，易于校准，更适合于高Q元件的测量。 1．Q表的组成 Q表是由频率可调的高频振荡器（信号源）、标准的可变电容器、高阻抗的电压表（高频电压表）和谐振回路所组成的。 图9-13中1、2两点间接被测线圈LX，或2、3两点间接被测电容CX。 图9-13 Q表原理框图 2．Q表的框图原理 （1）串联谐振电路 R、L、C串联回路，如图9-13所示，当回路的固有频率f0与信号源的输出信号频率fs相等时，回路便产生串联谐振。 串联谐振电路电感两端的电压uL电容两端的电压uC的绝对值相等，并等于信号源输出信号电压的Q倍。 （2）Q值的概念 串联谐振回路中，线圈和电容两端的电压不仅绝对值相等，而且是电源(信号源)电压的Q倍，这个倍数就叫Q值，即回路的Q值。 不严格地说，这个Q值也可以叫线圈(及电容)的Q值，即元件的Q值。 严格地说，元件的Q值不等于回路的Q值，因为回路本身有其他部件的损耗，所以回路的Q值和元件的Q值之间还存在一个修正值。 Q值是电感线圈的一个重要参数，它的大小决定于线圈的内阻和寄生电容(分布电容)的大小。 图9-14 用Q表测量电容的连接图 47页