DL08-28A *电桥-电桥校验标准器

二．技术性能

 1．仪器可在0℃~40℃时，相对湿度不大于80%的环境下使用，当仪器工作在+10℃~+30℃相对湿度在30~80%情况下应不超过下表的规定。

注:表中△为猾线盘小分格的1/2,Q值小于1的电感基本误差不予考核.

2,仪器的自身残余参量如下(在内部1Kz情况下,)

  电容Co≤1.0pF

  电感Lo≤0.5Μh

  电阻Ro≤0.005Ω

3.仪器也能使用60Hz~10Kz的外接音频震荡器讯号测量电容和电感元件.

4仪器的外型尺寸287×202×188(mm)

5.仪器的重量约4kg

三．成套性

1. DL08-28A型*电桥1台         2 .产品合格证

3.使用说明书,      1份         4. “外接”导线1根

5. “测量”导线       2根    

四．结构说明

  DL08-28A型*电桥是便携式仪器,仪器的外貌见图.它是由电桥主体,晶体管震荡器,调制器,选频放大器和指示电表等组成,震荡器,调制器,选频放大器和指示电表等组成,震荡器.调制器都采用印刷电路,用导轨分别坚固定在仪器的左右两侧,采用插入式以便于装卸和维修,震荡器是单独用一快印刷电路板组成,调制器和选频放大器共同用一快印刷电路板组成.

 在面板上装有指示电表以及各种控制旋钮,仪器的背后装有两组干电池,第”I”组干电池是右六节二号电池串联组成9V,供内部震荡器使用和测量电阻在100Ω~100MΩ的量程范围时(即R＞10)供电桥作能源用,第”II””+”等标记,就是分别表示第I组电池插孔,第II组电池插孔以及电池的极性+.此二组电池插孔的设计是为了在缺乏干电池的情况下,可以通过二组插孔使用外部的直流9V电源或其他比较稳定的直流电源来取代机内所用的干电池,

若要进行维修检查,需打开仪器的内部时,可以在仪器背后铭牌下面拧出二只比较大的半元头螺钉(参阅下图).然后用力推动电池盖板部位,仪器就能从箱壳钱取出,注意:面板上角四只”镀克壳”的螺钉不是拆开仪

器用不要随意拧下,

维修时按下图箭头所示将左右两只沉头螺钉按下(注意:附近其他螺钉不要随便拧下)即可使仪器面板部分后下倾斜,这样使得检查线路和维修工作都很方便,在检修完毕后切记即把此螺钉拧上.

五．工作原理

1. 1.  概述

 本仪器是采用电桥来测量电容,电感和电阻元件,其优点是结构简单,操作方便,并能直接读出被测元件数值,

为了是操作者能更好地熟悉与运用本仪器,现以四臂电桥的原理作一个简单的介绍,右图是四臂电桥的原理示意图,电桥臂阻抗Zx  ZA ZC ZB组成,桥臂阻抗Z在一般情况下是复数,也就是由电容,电感,电阻,任意组合而成,在a , b两端加上电压后一般情况下c d两点间有电位差,因此在指示器中便有电流流过.

即使UC-Ua=0即Ucd=0则指示器就没有电流流过,此时电桥处于平衡状态,

即  Zx×Zc=ZA×ZB

这样我们可以得到一个结论:在四臂电桥中当电桥平衡时,必须是相对两个桥臂的乘积相等,这是电强的基本原理,

如果我们可以得到一个结论:在四臂电桥中当电桥平衡时,必须是相对两个桥臂的乘积,只是电桥法的基本原理.

如果桥臂中Zx  ZA ZC。Z均为电阻。

那么RX=RX。RB/RC就构成了四臂电桥，在平衡电桥只要调节桥臂的一个参数就可使电桥平衡。

如果在电桥二个桥臂接入电抗元件，另二个桥臂接电阻

  即  ZX=RX+jXX   ZA=RA

       ZC=RC       ZB=RB+jXB

  根据电桥平衡条件：ZX·ZC=ZA·ZB

   即： 

       （RX+JXX）·Rc=RA（RB+JxB）

  经整理，并分别使实数与虚数部分相等，

  得：R=RA·XB/RC  。。。。。。。。。。。。(1)

       X=RA·XB/RC  。。。。。。。。。。。。(2)

在上面二组方程式中第(1)式可得出被测元件的有效功分量,第(2)式可得出被测元件的无功分量值,因此当桥臂有阻抗的四臂电桥,就要分别调节桥臂的二个参数才能使电桥平衡.

1. 2.  震荡器:

  本仪器内附震荡器是由一只硅晶体管BG6组成电感三点式1KHZ震荡器,测量电容,电感和电阻(R≤10Ω)时作为交流电源用,在调制电路中作为调制电压用,它的震荡频率是由一个电容器C19组成的谐振回路所决定,只要改变C19电容器就能调整震动器的震荡频率,变压器的次级分有两组线圈.一组是高阻抗输出约有1.5V的交流电压,另一组是低阻抗输出约有300mV的交流电压按测量对象的需要作为阻抗匹配用,由线路图可见该变压器是震荡线圈又兼作输出用.

1. 3.  调制器,

调制器的作用是把直流讯号调制成交流讯号.以便进行交流放大,本线路是由场效应晶体管BG1所担任，其线路结构简单，它用来当测量R＞10Ω时，电桥电源采用直流9V而电桥输出的不平衡讯号经由调制电路使它变成交流讯号馈至放大器进行放大，这将提高了测量灵敏使得高值电阻并带有较大的残余电抗的电阻元件也能进行测量。

 4．放大器：

放大器是由四只硅晶体管BG1~BG5组成四级电压放大，当使用内部1KHZ讯号源时，放大器采用RC双T选频网络，这对于抑制外来的杂散干扰和线路的固有噪声效果良好，双T网络的特征是当选择在某一谐振频率下其输出的特别下，而在其他的频率则输出特别大，正是使用这一特点设置在放大器中作为负反馈线路，在f=f0=1kHz时由于反馈小，输出电压是大，反馈电压大，输出电压较小，由于RC双T网络的电阻电容其量值有误差，调节W2和W3可以改善选频的性能。

双T网络的参数有如下关系：

R=R10=R12+W3=2（R11+W2）

C=C8=C9=C10/2

f=1/2ΠRC=2/2×3.14×16×103×0.01×10-6=1KHZ

六．使用方法

在使用本仪器前首先要熟悉面板上各元件和控制旋钮的作用(如外形所示).以便于能更好的掌握和合理地使用这台仪器,

说明:

1.被测端钮:此端钮是用来连接所需要测量的元件,在连接被测元件到端钮时,直接在此端钮时,如无法实现,可通过测量导线连接(在测量较小量值的元件时,须扣除导线的残余量).被测端钮”:I”表示高电位时,可按此标记来连接(一般情况下不必考虑)

2.外接插孔,此插孔的用途有(I)在测量有极性的电容和铁芯电感时,如须0要外部迭加直流偏置时,可通过,此

插孔连接于桥体.  (II)当使用外部的音频震荡器讯号时,可通过”外接”导线连此插孔,施加到桥体(此时应把项”3”拨向”外”的位置)

3.拨动开关(线路图中标记R4-1)此开关作用有:

  (I)凡使用机内1KHZ的位置,

  (II)当”外接”插孔施加外音频讯号时应把此开关拨向”外”的位置(此时内部1KHZ震荡器即停止工作,RC双T网络断开,放大器处于60~10KHZ的宽带状态).

1. 4.  量程开关:此开关是选择测量范围用,上面各档的标示值是指电桥读数在满度时的大值.
2. 5.  损耗倍率开关，此开关是选择测量范围用，上面各档的标示值是指电桥读书在满度时的大值.
3. 6.  指示电表:它是用来作为平衡指示用.当电桥在平衡过程中,操作有关的旋钮,并观察此指示电表指针的动向,应往0的方向偏转,当指针近于零点时,当指针接近于零点时,即达到电桥平衡位置,
4. 7.  接壳电表,:此端钮与本电桥的机壳相连.
5. 8.  灵敏度调节:用来控制电桥放大器的放大倍数,在初始调节电桥平衡时,要降低灵敏度使电表指示小于满刻度,在使用时应逐步增大灵敏度,进行电桥平衡调节,
6. 9.  读数旋钮:电桥在平衡时,应调节此二只读书盘,*位读数盘的步级是0.1,也就是量程旋钮指示值的1/10.第二第三位数是由连续可变电位指示.
7. 10.  损耗平衡,被测元件的损耗读数(指电容,电感)由此旋转指示值再乘以损耗倍率开关的示值,即为正确的损耗值.
8. 11.  测量选择:本电桥对电容,电感,电阻元件均能测量,由此开关转换转换电桥线路,若测量电容时应放在”C”处,测量1欧姆以上的电感应放在”L”处.测量10Ω以内的电阻时应放在R＜10处,测量10欧姆以上的电阻应放在R＞10处,,测试完毕后切记把此旋钮放在”关”处以免缩短机内干电寿命.
9. 12.  支架:此架向下转动可以支撑仪器的前部,是有利于观察面板上所示的示值,,使操作仪器较为方便,

  1 .电容的测量:测量电容时接成串联电容电桥(维恩电桥)平衡公式:

     CX=RB/RA·CN

      RX=RA/RB·RN

     D=tgδ=ψ·CN·RN

    测量步骤,

(1)         估计一下被测量电容的大小,然后旋动量程开关放在合适的量程上.例如被测电容为500pF左右的电容器,测量程开关应放在1000pF位置上,

(2)         旋动测量选择开关放在C的位置.损耗倍率开关放在D×0.01(一般电容器)或D×1(大电解电容器)的位置上,损耗平衡盘放在1左右的位置,损耗微调按逆时针旋到底.

(3)         将灵敏度调节增大，使电表指针指针偏转略小于满刻度即可,

(4)         首先调节电桥的”读数盘”,然后调节损耗平衡盘,并观察电表的动向,使电表指零,然后再将灵敏度增大到使指针小于满度反复调节电桥读数盘和损耗平衡盘,直到灵敏度开到足够满足分辨出精密的要求,电表扔指零或接近于零,此时电桥便达到平衡,若电桥的”读数”*位指在0.5.第二位刻度盘值为0.038,则被测电容为1000×0.538=538pF

            即:被测量Cx=量程开关指示值×电桥的”读数”值.

         损耗平衡盘指在1.2而损耗倍率放在D×0.01.则此电桥的损耗值为

           0.01×1.2=0.12

          即:被测量Dx=损耗倍率指示×损耗平衡盘的示值

          注:(I)如果损耗倍率放在Q位置,电桥平衡时则按D=1/Q计算.

(II)如果电容器的电容量不知其值是多少,可按如下方法进行测量.

(1)         把测量选择开关放在C位置,损耗倍率开关放在D×0.1(指一般电容器)或D×1(大电解电容器)的位置上,损耗平衡旋钮指在1左右位置,损耗微调按逆时针旋到底.

(2)         把测量开关指在100pF位置,

(3)         把”读数”的*位步进开关   指在”0”的位置,把第二位滑线盘旋到0.05左右的位置.

(4)         转动灵敏度旋钮,使电表指针约为30μA左右的位置,

(5)         旋动量程开关有100pF开始1000pF…..1000μF逐渐档变换其量程,同时观察指示电表的动向,看变到那一档量程电表指示小.此时就把量程开关停留不动,在旋动第二位滑线盘使电表更加指零,

(6)         再将灵敏度增加使指针小于满刻度(小于100μA)分别调节损耗平衡盘和第二位滑线盘使指针扔指零或更接近于零,被测量就能粗略的在第二位滑线盘读出,然后可根据如前述适当的选择好适当的量程和”读数”盘位置,进行精密的测量.

  (II)电感的测量,

测量电感时接成电容电感电桥(麦克斯威电桥)

平衡公式:

               LX=R·RB·CN   

               RX=RA·RB/RN

                      QX=ωLX/RX=ω·CN·RN

 测量步骤

（1）     估计一下被测电感量的大小，然后旋动量程开关放在合适的量程上。例如被测电感为100mH左右，则应放在100mH的位置上。

（2）     旋动测量选择开关放在L位置上。

（3）     在测量空芯线圈时。损耗倍率开关放在Q×1位置，在测量高Q滤波时损耗倍率开关放在D×0.001位置中在册俩感迭片铁芯电感线圈时.损耗倍率开关放在D×1位置.

（4）     将损耗平衡旋钮大约旋在1左右的位置,然后把灵敏度调节增大,使电表的偏转略小于刻度,

（5）     首先调节电桥的”读数”的开关可放在0.9或1.0位置,再调节滑线盘,然后调节”损耗平衡”旋钮使电表偏转小,再将灵敏度增大些,再反复调节电桥”读数”滑线盘和损耗平衡旋钮,直至灵敏度开到足够测量精度的分辨率(一般使用不必把灵敏度开足)电表指针的偏转指零或接近于零的位置,此时电桥达到后平衡,

    例如电桥的”读数”开关*位指示为0.9,第二滑线盘指示为0.098即被测电感为100mH×(0.9+0.098)=99.8mH

    即:被测量LX=量程开关指示值×电桥的”读数”值损耗倍率开关放在Q×1位置,损耗平衡旋钮指示为2.5则电感的Q值为1×2.5=2.5

    即:被测量QX=损耗倍率指示×损耗平衡旋钮的指示值.

     注:(1)如果损耗倍率指示在D位置时,电桥平衡后则按     Q=1/D计算.

     (II)如果被测电感的电感量,不知其值的大小,可按如下方法进行测量

(1)         把测量选择开关放在L放置..耗损倍率放在Q×1位置,是指一般空芯线圈,测量高Q值滤波线圈时损耗倍率放在D×0.01位置,测量迭片芯电感损耗倍率放在D×1位置,损耗平衡放在1左右位置,损耗微调按逆时针旋到底.

(2)         把量程放在10μH位置,

(3)         把”读数”的*步进开关放在”0”的位置,把第二位滑线盘旋到约0.05左右的位置,

(4)         将灵敏度调节逐渐增大.使电表指针约在30μA左右的位置.

(5)         旋动量程开关由10μH,100μH………….到100H逐档变换其量程,同时观察电表动向,试看变到那一档电表的指示小,此时即停留在这一档上,再旋动第2位滑线盘使电表更加指针”0”

(6)         按测某未知电容的方法进行.

       (II),电阻的测量.

      测电阻时按接成四臂电阻电桥.(惠斯登电桥)

      平衡公式:

                RX=RA·RB/RC

      本仪器测量电阻有如下情况

（1）     当量程开关指示在1Ω或10Ω这两档量程时,电桥对角线接入内部1KHz电源来测量电阻,其优点是灵敏度较高,并减少干电池的功耗,缺点是对于具有残余量.

（2）     当量程开关指示在100Ω~10MΩ等量程时,电桥对角线接入内部9V干电池进行测量电阻，并通过测制电路把直流讯号调制成交流，进行交流放大，其优点是可提高测量灵敏度，使得高值电阻并带有较大的残余电抗的电阻元件也能进行测量，缺点是当电桥平衡时电表指针仍有少量不回零的现象（即随灵敏的增加而增加）。这种原因是由于调制电路的残余电压所引起，因本调制电路的线路结构简单。调制电压并非是方波，但对测量精度和外界干扰丝毫不受影响，

           测量步骤：

           （1）估计一下被测量电阻值的大小，照后旋动量程开关位置在适当的量程上。

            （2）旋动测量选择开关，如果放在R＜10位置时，量程开关应该相应放在10Ω或20Ω位置，同理当测量选择开关放在R＞10位置时，量程开关相应放在100Ω~10MΩ位置，

             （3）调节电桥“读数”旋钮的*位步进开关和第二位滑线    盘使电表指针往零方向偏转（即电表的读数小）此时电桥达到后平衡，电桥的“读数”盘所指示的读书即为被测电阻值

           例：量程开关放在100Ω位置，电桥的“读数”*位是0.9.第二位是0.092

           则RX=100×(0.9+0.092)=99.2Ω

           即:被测量RX=量程开关指示值×电桥(读数)值

七．仪器的正确使用及故障维修

1.一般维护和保管:

 本仪器是一台便携式仪器,内部能源是干电池,若长时间搁

置不用,应将电池取出,在使用过程中要谨慎维护防止受潮及

尘土的侵入,并应存放在干燥无腐蚀性气体的室内,

2.正常工作情况:

I:二组干电池的电压不低于7.2V  

II晶体管电压,,

BG1       BG2      BG3     BG4      BG5  Uce约8.4约2.7V 约2.7V 约3,.0V  约3.2V    约4.2V

3.可能发生的故障及检修方法:

仪器所发生的故障是多种多样的,因此在这里要全面得介绍是有一定困难的,只能简单地说明比较常见易发生的故障和解决方法和便于使用者掌握.

   (1)故障特征,开启仪器当”测量选择”开关放在C.  L.R≤10位置时,而灵敏度调节望顺时针方向开足,电表无指示,

可能原因：二组干电池接触不良，震荡器不工作，放大器不工作。

检修方法：打开仪器背后的电池盖板，万用表分别测量2号电池中间的两对插孔，在左面的一对标有I为I组电池的输入，在右面的一对标有II为第II组电池的输入例如测量第II插孔万用表无电压指示，可取下第二组6F22型干电池接触片往下板一点，使接触片与电池接头紧密接触，若第I组插孔测量无电压，有可能2号电池的正极金属头太短，不能直接与仪器上电池盒触头接触。可以在六节电池中挑选出二只较长的正极性金属头与电池盒的正极标连如图所示，

面板左上角拨动开关的位置是否处于内“1kHz”位置，并检查k4-2开关，接触是否良好，有否直流电源通往震荡器（可按本书末页线路检查），有否直流电源通往放大器k1开关，（-7）接线是否良好，晶体管各点电压是否正常。

（2）故障特征：电池接触全部良好，电表无指直（灵敏度开足）

 可能原因：指示电表线圈断裂。

     检修方法：焊接电表接线其中一个线头，即电表的引出头，用万用表测量表头是否良好。

    （3）故障特征：放大器各级电压正常，电表线圈良好，但指示电表仍无指示。

         可能原因，被测端钮“2”胶木帽旋出，手持一件金属物（如铜，铝或者钥匙）轻盈快速地触及一下端钮（2）的金属部分并观察电表应有一瞬的摆动，说明端钮2通往放大器线路良好，如无可按线路检查。

   （4）故障特征，通往放大器接线，电表仍无指示。

         可能原因：震荡器无输出，面板左上角扳动开关未放在内1kHz位置。

         检修方法：把开关放在内1kHz位置，按线路检查有关震荡器输出部分的接线。

 （5）故障特征：仪器在使用时旋动读数滑线盘或损耗平衡旋钮，发现电表有特跳现象。

       可能原因：该滑线电位器<