交流電橋平衡調(diào)節(jié)的新方法探析

張興悅，辛寓答

（1.遼東學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心；2.遼東學(xué)院機(jī)電學(xué)院，遼寧丹東 118003）

交流電橋平衡調(diào)節(jié)的新方法探析

張興悅，辛寓答

（1.遼東學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心；2.遼東學(xué)院機(jī)電學(xué)院，遼寧丹東 118003）

本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作首先確定矢量A→、B→的位置關(guān)系，再根據(jù)其位置關(guān)系選擇出兩個(gè)參量，調(diào)節(jié)此參量，可快速調(diào)節(jié)交流電橋的平衡.此方法具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)方法調(diào)零繁瑣、難于掌握的問(wèn)題.

交流電橋；電橋平衡；關(guān)鍵參量

近年來(lái)，交流電橋平衡調(diào)節(jié)繁瑣一直是生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作研究的難點(diǎn)，由于交流電橋平衡條件的特殊性（所測(cè)元件為非線性元件，則平衡條件要滿足阻抗及阻抗角等條件），故有諸多因素影響交流電橋的平衡調(diào)節(jié)[1.2.3].因此，交流電橋的平衡調(diào)節(jié)很繁復(fù).目前，在相關(guān)文獻(xiàn)中，所討論的平衡調(diào)節(jié)均是確定兩個(gè)關(guān)鍵參量，交替調(diào)節(jié)這兩個(gè)關(guān)鍵參量或利用控制參量法以達(dá)到交流電橋的平衡[4.5].但是，在實(shí)際操作中很難確定這兩個(gè)關(guān)鍵參量，問(wèn)題在于不能確定矢量A→、B→的位置關(guān)系.有關(guān)文獻(xiàn)僅在A→、B→位置關(guān)系確定的情況下討論了交流電橋的平衡，所以在不能確定矢量A→、B→的位置關(guān)系的情況下，很難找出調(diào)節(jié)交流電橋平衡的兩個(gè)關(guān)鍵參量[6.7].在生產(chǎn)、實(shí)踐中，由于交流電橋平衡的調(diào)節(jié)過(guò)程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，因此本文提出一種快速準(zhǔn)確調(diào)節(jié)交流電橋平衡的方法.改進(jìn)了目前在生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)交流電橋平衡的不足，顯著的提高了工作效率.

1 交流電橋的平衡條件

圖1，Z1、Z2、Z3、Z4分別為4個(gè)

橋臂的復(fù)阻抗.

則交流電橋的平衡條件為

將（1）式用復(fù)指數(shù)形式表示為

則交流電橋平衡條件由下列兩式表示

圖1

交流電橋的平衡條件是阻抗及阻抗角同時(shí)滿足（3）式比例關(guān)系，這是它與直流電橋的主要區(qū)別之處.

圖2中，交流電橋的4個(gè)橋臂的復(fù)阻抗分別為

圖2 交流電橋測(cè)量電感線圈的自感系數(shù)H及內(nèi)阻RXL原理圖

則根據(jù)（1）式有

當(dāng)（5）式兩邊的虛實(shí)部分別相等時(shí)，（5）式成立.

則有

由（6）式可以看到，R1、R3、R4、R0均是影響交流電橋平衡的因素.直流電橋在確定了K值以后，只要調(diào)R0一個(gè)值，即可達(dá)到平衡.而交流電橋則要調(diào)4個(gè)參量參數(shù)值.因此，交流電橋調(diào)平衡要比直流電橋復(fù)雜繁瑣.

圖3

2 交流電橋的平衡調(diào)節(jié)

由（5）式

3 具體的操作步驟

4 結(jié)論與討論

從上面的操作過(guò)程可以得出結(jié)論：在交流電橋的平衡調(diào)節(jié)過(guò)程中，關(guān)鍵是要確定在復(fù)平面的位置關(guān)系，就可以通過(guò)具體操作確定兩個(gè)關(guān)鍵參量，交替調(diào)節(jié)這兩個(gè)關(guān)鍵參量，就可以快速調(diào)節(jié)交流電橋的平衡.

〔1〕呂斯驊，段家忯.新編基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)［M］.北京：高等教育出版社，2006.

〔2〕肖華.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005.

〔3〕劉少杰，于健.大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)（電磁學(xué)分冊(cè)）［M］.天津：南開(kāi)大學(xué)出版社，2008.

〔4〕謝行恕.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（第2冊(cè)）［M］.北京：高等教育出版社，2001.

〔5〕戚鳳梅.交流電橋的誤差因素分析［J］.計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2008（5）：17-19.

〔6〕楊文平.淺談交流電橋的調(diào)節(jié)［J］.大同職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，16（2）：60-61.

〔7〕倪新蕾，潘元?jiǎng)?交流電橋?qū)嶒?yàn)的計(jì)算機(jī)輔助分析［J］.物理實(shí)驗(yàn)，1994，14（1）：33-34.

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1673-260X（2015）04-0012-02