开尔文电桥(也称为开尔文双电桥或开尔文变种电桥)和惠斯通电桥都是用于测量电阻的电路,但它们在设计、应用和精度上有所不同。以下是对这两种电桥的详细介绍和比较:
惠斯通电桥
惠斯通电桥是一种基本的电阻测量电路,由四个电阻臂组成,形似一个钻石,中间由检流计连接对角线,用以检测是否存在电流。
1.结构 :
四个电阻臂R1、R2、R3、Rx(其中Rx为未知电阻)。
一个检流计G连接在对角线上。
2.工作原理 :
当电桥平衡时,通过检流计的电流为零,此时R1/R2 = R3/Rx,可以解出未知电阻Rx。
3.应用 :
常用于测量固定的未知电阻值。
4.精度 :
受电阻值变化和检流计精度的影响。
5.特点 :
结构简单,易于搭建和使用。
适用于一般精度的电阻测量。
开尔文电桥
开尔文电桥是一种更为精确的电阻测量电路,由威廉·汤姆森(开尔文勋爵)发明,用于测量非常小的电阻值,如几微欧姆的电阻。
1.结构 :
包含两个惠斯通电桥,一个主电桥和一个辅助电桥。
主电桥用于测量大电阻,辅助电桥用于测量小电阻。
2.工作原理 :
主电桥平衡后,将一部分电流通过一个低值电阻分流到辅助电桥,辅助电桥的平衡可以用来计算非常小的电阻变化。
3.应用 :
用于测量微小的电阻变化,如应变片的电阻变化。
4.精度 :
非常高,可以测量到微小的电阻变化。
5.特点 :
通过分流威廉希尔官方网站 ,减少了引线电阻对测量结果的影响。
开尔文电桥与惠斯通电桥的不同点
1.结构差异 :
惠斯通电桥是一个单一的四臂电桥结构。
开尔文电桥由两个电桥组成,其中一个用于辅助测量。
2.测量精度 :
惠斯通电桥的精度受引线电阻和检流计精度的限制。
开尔文电桥通过分流和辅助电桥的设计,显著提高了测量的精度。
3.应用范围 :
惠斯通电桥适用于一般电阻的测量。
开尔文电桥适用于测量非常小的电阻值,如用于应变测量。
4.引线电阻影响 :
惠斯通电桥的测量结果易受引线电阻的影响。
开尔文电桥的设计减少了引线电阻对测量结果的影响。
5.复杂度 :
惠斯通电桥结构简单,操作容易。
开尔文电桥结构复杂,需要更精细的调节和测量。
6.成本 :
惠斯通电桥成本较低,适合教育和一般应用。
开尔文电桥由于其复杂性和精密性,成本较高。
结论
惠斯通电桥和开尔文电桥都是用于电阻测量的电路,但它们在设计、应用和精度上有所不同。惠斯通电桥结构简单,成本较低,适用于一般电阻的测量;而开尔文电桥通过其独特的分流和辅助电桥设计,能够实现非常高的测量精度,特别适用于测量微小的电阻变化。
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