双电桥法的测量原理

双电桥法是目前测量金属电阻应用最广泛的一种方法。

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Rx和标准电阻RN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Rx与RN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RN为已知，即可求出被测电阻RX值。为提高被测电阻值的精确度，测量时尽可能使R1R2之比接近于1，RN接近Rx。

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+I2Ro（Ro为附加电阻）所决定，由于I2很小，Ro<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Rx小，EF中的电阻极小，所以流经被测电阻Rx（AE）的I3和I1、I2相比要大得多，于是Rx有一个微小的变化，即能显著地影响B点和D点的电位，从而使双电桥能精确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%的精确度测量大小为10-4~10-3Ω左右的电阻。