交流电桥平衡调节的新方法探析

张兴悦，辛寓答

（1.辽东学院实验中心；2.辽东学院机电学院，辽宁丹东 118003）

交流电桥平衡调节的新方法探析

张兴悦，辛寓答

（1.辽东学院实验中心；2.辽东学院机电学院，辽宁丹东 118003）

本文通过实验操作首先确定矢量A→、B→的位置关系，再根据其位置关系选择出两个参量，调节此参量，可快速调节交流电桥的平衡.此方法具有快速、准确的优点，解决了传统方法调零繁琐、难于掌握的问题.

交流电桥；电桥平衡；关键参量

近年来，交流电桥平衡调节繁琐一直是生产和实验测试工作研究的难点，由于交流电桥平衡条件的特殊性（所测元件为非线性元件，则平衡条件要满足阻抗及阻抗角等条件），故有诸多因素影响交流电桥的平衡调节[1.2.3].因此，交流电桥的平衡调节很繁复.目前，在相关文献中，所讨论的平衡调节均是确定两个关键参量，交替调节这两个关键参量或利用控制参量法以达到交流电桥的平衡[4.5].但是，在实际操作中很难确定这两个关键参量，问题在于不能确定矢量A→、B→的位置关系.有关文献仅在A→、B→位置关系确定的情况下讨论了交流电桥的平衡，所以在不能确定矢量A→、B→的位置关系的情况下，很难找出调节交流电桥平衡的两个关键参量[6.7].在生产、实践中，由于交流电桥平衡的调节过程费时、费力，因此本文提出一种快速准确调节交流电桥平衡的方法.改进了目前在生产、实验中调节交流电桥平衡的不足，显著的提高了工作效率.

1 交流电桥的平衡条件

图1，Z1、Z2、Z3、Z4分别为4个

桥臂的复阻抗.

则交流电桥的平衡条件为

将（1）式用复指数形式表示为

则交流电桥平衡条件由下列两式表示

图1

交流电桥的平衡条件是阻抗及阻抗角同时满足（3）式比例关系，这是它与直流电桥的主要区别之处.

图2中，交流电桥的4个桥臂的复阻抗分别为

图2 交流电桥测量电感线圈的自感系数H及内阻RXL原理图

则根据（1）式有

当（5）式两边的虚实部分别相等时，（5）式成立.

则有

由（6）式可以看到，R1、R3、R4、R0均是影响交流电桥平衡的因素.直流电桥在确定了K值以后，只要调R0一个值，即可达到平衡.而交流电桥则要调4个参量参数值.因此，交流电桥调平衡要比直流电桥复杂繁琐.

图3

2 交流电桥的平衡调节

由（5）式

3 具体的操作步骤

4 结论与讨论

从上面的操作过程可以得出结论：在交流电桥的平衡调节过程中，关键是要确定在复平面的位置关系，就可以通过具体操作确定两个关键参量，交替调节这两个关键参量，就可以快速调节交流电桥的平衡.

〔1〕吕斯骅，段家忯.新编基础物理实验［M］.北京：高等教育出版社，2006.

〔2〕肖华.大学物理实验教程［M］.北京：北京邮电大学出版社，2005.

〔3〕刘少杰，于健.大学基础物理实验（电磁学分册）［M］.天津：南开大学出版社，2008.

〔4〕谢行恕.大学物理实验（第2册）［M］.北京：高等教育出版社，2001.

〔5〕戚凤梅.交流电桥的误差因素分析［J］.计量与测试技术，2008（5）：17-19.

〔6〕杨文平.浅谈交流电桥的调节［J］.大同职业技术学院学报，2002，16（2）：60-61.

〔7〕倪新蕾，潘元胜.交流电桥实验的计算机辅助分析［J］.物理实验，1994，14（1）：33-34.

O441.1

A

1673-260X（2015）04-0012-02