直流电桥是指测量直流电阻或其变化量的电桥。它以惠斯登电桥线路为基础,用精密合金绕线电阻作为基准,是传统电桥的更新换代产品;数字直流电桥具有与数字万用表同样简便、快速、醒目的特点,同时还保持了惠斯登电桥准确、稳定、可靠的优点。
一、直流电桥的使用方法
(1)使用前应首先将仪器置于水平位置,把检流计锁扣打开,观察指针是否准确地指在零刻度上;如有偏差,应用零位调节器把指针调至零位。
(2)用较粗较短的连接导线将被测电阻接入,并将接头拧紧。接头接触不良时,将使电桥难以平衡,甚至可能损坏检流计。
(3)估计被测电阻大致的数值,以便选择合适的倍率。此时应充分利用各旋钮,使每只旋钮都有数可读(单臂电桥),使电桥易于平衡,保证被测电阻的准确度。
(4)测量时应先按下电源旋钮,经过一定时间后再按下检流计 P 按钮,此时检流计开始向“+”或“−”偏转:如果向“+”方向偏转,表示要增加比较臂电阻;反之,如果指针向“−”方向偏转,则应减小比较臂电阻。反复调节,使指针平稳准确地指在零位上,便可读取被测电阻数值——被测电阻数值等于倍率数乘以测量臂电阻数。
(5)测量完毕后应断开检流计 P 按钮,再断开电源按钮,并将检流计锁扣锁上。有的检流计不装锁扣,在按钮断开后自动将检流计短路,使可动部分在摆动时受到强烈的阻尼作用而得到保护。
二、电桥测量电阻、电容、电感的方法
1. 直流电桥
直流电桥的电路如图 1 所示。当检流计 G 中无电流流过时,电桥达到平衡,平衡条件为 R1R4 = R2R3。设 R1 = Rx 为被测电阻,则 Rx = (R2/R4)R3。测量时先将比率臂调到一定比值,然后再调节比较臂,直到电桥平衡为止。

图 1 直流电桥电路
最常用的单臂直流电桥(惠斯登电桥)用于测量约 1 Ω 到 0.1 MΩ 的电阻。
2. 交流电桥
交流电桥用来测量电容和电感,其电路如图 2 所示。交流电桥的平衡条件为 Z1Z4 = Z2Z3,即 |Z1||Z4| = |Z2||Z3|,且 φ1 + φ4 = φ2 + φ3。为使平衡容易调节,常将两个桥臂设计为纯电阻:

图 2 交流电桥电路
(1)当选 Z2 和 Z4 为纯电阻时,Z1 和 Z3 必须同为电感性或同为电容性;
(2)当选 Z2 和 Z3 为纯电阻时,Z1 和 Z4 必须一个为电感性、另一个为电容性。
电容的测量电路如图 3 所示,电感的测量电路如图 4 所示。

图 3 电容测量电路

图 4 电感测量电路