第五讲电阻的测量和万用表

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第一节电阻测量概述

第二节电阻的伏安法测量

第三节直流单臂电桥

第四节直流双臂电桥

第五节兆欧表

第六节欧姆表

第七节万用表第八节交流电桥简介第一节电阻测量概述一、电阻的分类二、测量电阻的方法1回首页1、低值电阻：1Ω以下的电阻。2、中值电阻：1Ω～0.1MΩ之间的电阻。3、高值电阻：0.1MΩ以上的电阻。测量方法应用范围优点缺点

1、伏安法低值电阻和中值电阻能在给定工作状态下测量，可测量非线性电阻需要计算

2、万用表法中值电阻直接读数，操作方便误差大

3、兆欧表法高值电阻直接读数，操作方便误差大

4、单臂电桥法中值电阻直接读数，准确度高操作麻烦

5、双臂电桥法低值电阻直接读数，准确度高操作麻烦第二节电阻的伏安法测量一、定义二、测量方法2回首页用电压表和电流表测量被测电阻RX两端的电压UX和流过的电流IX，便可计算出电阻RX的值，这种方法称为伏安法。它属于间接测量法。RX=UX

/IX

。1、电压表前接法：计算所得：RX′=RX+rA引起误差：γ=×100%

rARX

此方法适用于测量：

RX

＞＞rA

的电阻值。2、电压表前接法：引起误差：γ=×100%

rＶ＋RX

－RX

此方法适用于测量：

RX

＜＜rV

的电阻值。第三节直流单臂电桥（惠斯登电桥）一、工作原理I1RX=I2R4

I1R2=I2R3}RXR2

R4R3

=（或RXR3=R2R4）R2、

R3

：为比例臂。=0.01、0.1、1、10、100、1000等。R2

R3

RXR4R3

=R2

R4：为比例臂。RX：为被测电阻。（用于测量1～106Ω电阻）E

：为电源。B

：为电源开关。G

：为检流计开关。选择合适的R2/R3(比率值),通过调整R4，使电桥达到平衡,便可计算被测电阻RX的值。二、QJ23型直流单臂电桥1、结构（1）原理电路图比例臂由八个电阻组成。R2/R3值分成0.001、0.01、0.1、1、10、100和1000七个档位。比较臂

由四个可调节电阻箱串联组成。每个箱分别由九个1Ω、10Ω、100Ω和1000Ω电阻组成构成0～9999Ω的可调电阻。桥臂

由检流计及其按钮开关串联构成。预留外接检流计按钮。被试臂RX。（2）

面

板

图B：内装三节1#号电池。也可用外接电源。面板下方有其按钮开关。G：内装检流计有锁扣以保护可动部分及游丝。

也可用外接检流计。面板下方有按钮开关。2、单臂电桥的使用步骤①先打开检流计锁扣，再调节调零器使指针位于零点。②将被测电阻Rx接到标有“Rx”的两个接线柱之间，根据被测电阻Rx的近似值（可先用万用表来测量），选择合适的比率臂倍率。以便让比较臂的四个电阻全部用上，以提高读数的精度。例如Rx约为5Ω，则可选择倍率为0.001，若电桥平衡时比较臂读数为5123Ω，则被测电阻：Rx=倍率×比较臂的读数=0.001×5123=5.123Ω。③测量时，应先按电源按钮“B”，再按检流计按钮“G”。④测量结束，应先松开“G”，再松开“B”按钮。⑤电桥不用时，应将检流计用锁扣锁住，以免搬动时震坏悬丝。3回首页第四节直流双臂电桥（凯尔文电桥）一、工作原理RX

RnR1=R2

RX：为被测电阻。（用于测量1Ω以下电阻）C*：为电阻电流端钮。r

：为粗导线。Rn

：为比较臂。P*：为电阻电位端钮。R1′R1

R2′R2

=桥臂电阻：I1R1=InRn+I1′R1′I1R2=InRx+I1′R2′(In

+I1)r=I1(R1+R2)′′′′桥平衡时:RX

RnR1=R2

R1′R1

R2′R2

（－）＋rR2

r+R1+R2

′′二、消除接线电阻和接触电阻的原因1、被测电阻Rx和标准电阻Rn

之间的接线电阻以及接头C2

和Cn2电阻与粗导线电阻r相串联，故可视为r的一部分。不影响测量结果。2、

Rx和Rn

的另两端接线接线电阻以及接头接头C1

和Cn1

的接触电阻都包括在电源电路中，它们只影响工作电流I的大小，对测量结果不产生影响。3、电位接头P1

、P2

、

Pn1、

Pn2

的接触电阻以及接线电阻都包含在相应的桥臂支路中，相对10Ω以上桥臂电阻的阻值来讲，影响很小。三、QJ103型直流双臂电桥1、原理电路图比较臂Rn被测电阻RxR1R2R2′R1′2、面板图四、使用双臂电桥的注意事项4回首页①先打开检流计锁扣，再调节调零器使指针位于零点。②接被测电阻Rx，选择合适的比率臂倍率。③测量时，应先按电源按钮“B”，再按检流计按钮“G”。④测量结束，应先松开“G”，再松开“B”按钮。⑤电桥不用时，应将检流计用锁扣锁住，以免搬动时震坏悬丝。和单臂电桥使用方法和注意事项基本相同：此外还应注意：*被测电阻的电流端钮和电位端钮与双臂电桥的对应端钮正确连接。*由于双臂电桥的工作电流较大，所以测量要迅速，以免浪费电池。第五节兆欧表（摇表）（是由手摇发电机和磁电系比率表构成，用于测量MΩ级绝缘电阻）一、磁电系比率表的原理动圈1产生转矩M1动圈2产生反作用力矩M2开口圆柱形芯柱永久磁铁M1M2M1=I1F1(α)随α增大而增大αM2=I2F2(α)随α增大快速增大I1I2

F2(α)F1(α)==F3(α)I1I2

F2(α)F1(α)=I1I2

=F

()α可动部分的偏转角α取决于电流I1与I2的比值。因此这种仪表称为比率表或流比计由固定的永久磁铁构成的不均匀磁砀中，同轴固定着两个不对称的可动的载流线圈。二、兆欧表的工作原理

I2r2+

R2

=U

I1r1+

R1+

RX

=UI1I2

=f

()α=f

()r1+

R1+

RX

r2+

R2

偏转角α只与被测电阻RX

有关。当RX=∞时，I1=0，M1=0，可动部分在I2的作用下向反时针方向旋转。

指针指向左端“∞”处。当RX=0时，I1最大，可动部分的偏转角也最大。指针指向右端“0”处。标尺反向刻制，且刻度不均匀。三、兆欧表的使用1、兆欧表的选择（主要选择它的额定电压和测量范围）。兆欧表的宝宝电压即手摇发电要的开路电压。当被测设备的额定电压在500V以下时，选用500V或1000V的兆欧表。当被测设备的额定电压在500V以上时，选用1000V或2500V的兆欧表。选用兆欧表的测量范围，不应过多地超出被测绝缘电阻值，以免误差过大。2、被测设备必须与电源切断后才能进行测量，对具有大电容的设备，如输电线路、高压电容器等，还需进行放电。用兆欧表测量过的设备，也可能带有残余电压，也要在测量后及时放电。3、测量前兆欧表的检查：接线端开路，快速摇动（120r/min）手柄，看指针是否指向“∞”；将接线端短路，慢摇手柄，看指针是否指“0”。4、接线方法。“线”（L）端接导体部分，“地”（E）端接设备外壳，“屏”（G）端是用来屏蔽表面电流的，它接在绝缘表面的保护环上。5、摇速。120r/min。6、读数。在求在摇速达到额定转速并持续到指针稳定时才读数。5回首页第六节欧姆表一、欧姆表测量电阻的原理欧姆表由固定电阻R，干电池和磁电系表头构成。接入被测电阻RX

时，回路中有电流I产生：

Ir0+

R

+

RX

=U当RX=∞时，I=0，指针不偏转（指向左端“∞”处）。当RX=r0+

R(仪表总内阻)时，I=I0/2，指针指标尺中心位置。故标尺中心的刻度为r0+

R，称为中心电阻。中心电阻就是仪表的总内阻。当RX=0时，电流，合理选择电阻R值，使指针满偏

（指向右端“0”处）。

Ir0+

R

=U=I0标尺刻度不均匀（左密右疏）。被测在电阻在0.1～10倍中心电阻范围内时读数比较准确。因此说中心电阻给出了欧姆表的测量范围。例如：中心电阻为

r0+

R=

25Ω的欧姆表，测RX=0Ω电阻时，I=I0指针满偏；测量RX=25Ω电阻时，I=I0/2，指针指向1/2标尺处；测RX=50Ω电阻时，I=I0/3，指针指向1/3标尺处；测RX=75Ω电阻时，I=I0/4，指针指向1/4标尺处。二、欧姆表调零电位器在干电池电压变化的情况下，为保证被测电阻等于零（RX=0Ω

）时，欧姆表接针能够满偏，需设调零电位器Ｒ0。三、量限的扩大为了适应不同数值电阻的测量，欧姆表制成多量限的。通常分为R×1、R×10、R×10、R×1K、R×10K五个档位，构成电阻倍率。测量时：电阻测量值=标尺读数×电阻倍率6回首页第七节万用表一、结构：由表头（磁电系测量机构）、测量线路和转换开关组成。二、测量线路：1、测直流电流时：用并联分流电阻；2、测直流电压时：用串联附加电阻；3、测量电阻时：用的是直流电流测量回