一、  概  述

 DMQJ19型市电式单双臂两用直流电桥，是本厂在原QJ19型单双臂两用直流电桥的基础上改革*而成的一款精密电工测量仪器。

  原QJ19型单双臂两用直流电桥既具备准确度高、灵敏度高、调节性好的*水准，又具备物理模型明晰、面板结构直观的教学优势，因而被广泛应用在法定计量、科研生产、实验教学等众多领域中。但是这款*欢迎的*电桥也有缺憾：其一，不能直接以市电充当工作电源；其二，面板上没有配备本机检流计；其三，作为双桥使用时，需要在机外搭建一条大电流电路（体外循环），因而购置不方便，使用不利索。

   本厂出品的DMQJ19型市电式单双臂两用直流电桥，面板采用13端钮的*布局，直插市电，无“体外循环”，用户可选用本机检流计或外接检流计，妥善解决了上述缺憾，*大地方便了使用者，充分发挥并进一步*了原QJ19型单双臂两用直流电桥的技术特色。

1．  本仪器准确度等级为0.05级.

2．  本仪器测量范围如下:

单桥:10²～10⁶Ω          双桥：10^-5～10²Ω

3.本仪器各桥臂电阻值的冷态校验端子如下:

   R₁：P_N1～R_X单(右);         R₂：P_N2～外接检流计(右);

R_M：P_X1～外接检流计(右);  R ′_M   ：P_X2～R_X单(右);

4.根据上述第3款内容,本仪器也能作为精密级可变电阻箱使用.

           

二、     技术数据

1．本电桥可在周围空气温度20°±15℃,相对湿度≤80%和*有害杂质气体的环境中工作。

2．当温度为20^o±5℃,相对湿度≤80%，并按使用规则选用电压及各桥臂阻值，其各量程误差应*合如下要求：

 

表1  单电桥

量         程			电  源 电  压 （V）	误差   （%）
被测电阻（Ω）	比例臂电阻（Ω）
RX	R1	R2
102～103	100	100	0～5	0.05 (基本)
103～104	1000
104～105	10000			±0.1

在使用中,若能满足测量灵敏度时,电源电压应就低不就高。

被测电阻R_X之接线电阻值应≤0.001Ω,如在测量中达不到该要求时,可在测量中减去接线电阻值。

 

 

 

 

表2  双电桥

被测电阻(Ω)	标准电阻(Ω)	比例臂电阻(Ω)	电源 电压 (V)	误差   (%)
RX	RN	R1≡R2
10～102 1～10	10	102	0～1.5	±0.05 (基本)
	1
10-1～1	10-1
10-2～10-1	10-2
10-3～10-2	10-3
RM R1 RM R1 调换RX和RN位置时,计算式中——调换为——
10-4～10-3	10-3	102	0～1.5	±0.5
10-5～10-4		10		±5

标准电阻R_N和被测电阻R_X的电位端接线电阻值应小于0.002Ω，跨接电阻r应小于0.001Ω。

（1）       *位电阻值≤0.02Ω。

（2）       电桥示值的允许变差如下:

① 测定臂电阻示值变差≤0.002Ω

② 比例臂电阻示值:＞10Ω时,变差≤0.004Ω

                  ≤10Ω时变差≤0.02Ω

（5）电桥电路与外壳之间的*缘电阻≥500MΩ

（6）电桥电路与外壳之间应耐受频率为50H_Z的正弦波交流电压500V历时1分钟而不击穿。

三、原     理

本电桥简化原理线路如图1所示：

    图1 QJ19型单双臂两用直流电桥简化线路图

图中：

S₁及S₂——比例臂选择开关。

R₁及R₂——比例臂电阻。

I……V——R_M及R′_M  电阻箱式测量臂的读数盘。

K₁及K₂——检流计通断按钮。

K₃————检流计短路按钮。

K₄ ——— 电源通断按钮。

3及4——双电桥时接标准电阻（R_N）的端钮。

7及8——双电桥时接未知电阻（R_X）的端钮。

5及6——单电桥时接未知电阻（R_X）的端钮。

1及2——外接检流计（G）的端钮。

9及10——单电桥时接电源（E）的端钮。

11————静电屏蔽端钮。

按照测量需要和使用规则，分别可以组成单电桥和双电桥的测量线路：

  1、单电桥测量线路原理图如图2所示

           图2  QJ19型直流电桥的单电桥测量线原理图

R1

测量时利用测量臂R_M的调节，使检流计指*，得单电桥测量被测电阻R_X的计算式：

R2

R_X = ——·R_M          （Ω）

 

2、双电桥测量线路原理图如图3所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

图3   QJ19型直流电桥的双电桥法测量线路原理图

图中:  r₁～r₄——外接连线电阻

r₀————外接跨线电阻

S——外接电流转向开关。

R_P——外接可变电阻器（箱）

A——直流安培表（根据电路中所需电流而定）。

测量时，利用测量臂R_M和R′_M的联动调节，使检流计指*，得双电桥测量被测电阻R_X计算式：（跨线电阻r≤0.001Ω时）

R1

RM

R_X = ——·R_N          （Ω）

R1

当调换R_X和R_N的位置时:

RM

R_X = ——·R_N          （Ω）

式中: R_M=R′_M

四、结   构

本仪器的检流计和*的接线端钮、操作部件、冷态检测端钮等都安装在铝质面板上与机箱装配，美观醒目，牢固好用。*转换开关的接触元件*采用银铜复合材料制成；电阻元件采用电阻率稳定的锰铜材料精心制造并经人工老化处理。

               

五、使用说明

（一）   单电桥法测量步骤：

1．  1中的1～11号

端钮是老式接法。之所以要保

留该图，原因有三：表达原理

简洁明了：与老用户脸熟；老

式产品还在销售。新式仪器的

单电桥测量线路按图4连接，

同时可参阅图1、图2。         图4 FMQJ19型电桥的单桥法测量接线图

2．将检流计右侧的“单－双桥”转换开关从“空”档调到“单”档。

3．根据被测电阻R_X估计值的大小，按表1选择合适的电源电压。具体方法是：调节检流计左下方的“灵敏度”旋钮，该旋钮又是“量程/电源适配区间”选择旋钮，旋钮周围按顺时针标有被测电阻范围10⁰－10¹－10²－10³－10⁴－10^-1－10^-2－10⁵－10⁶－10^-3－10^-5 ，单位是欧姆（Ω），这个数字链正好对应了电源电压从0.2V连续递增到5V的变化顺序,表明不同大小的R_X需要不同大小的测量电压.调节该旋钮不*很*,电压越高(顺时针旋转)则灵敏度越高,但电阻元件发热会造成指针飘移,甚至烧毁元件。所以，只要灵敏度够用，电压尽量就低不就高。

开机前应将该旋钮逆时针转到底，以便使仪器从电流*小（也是灵敏度*小）状态开始工作，这样即使电桥偏离平衡态很远，检流计的偏转也不*量程，一方面能保护检流计，更重要的是接下来调节桥臂时（先调*高位即×100Ω的测量盘），能根据检流计判断调节的方向是否正确；反之，若一开机电流就很大，检流计指针*量程偏在某一边，无论怎样调节桥臂，都看不出指针的偏转力度有无变化。初学者操作不得要领，调平费时甚至烧坏仪器，多数都是没有想清楚这一层逻辑关系。

随着电桥被初步调平，谨慎*电流（亦即*灵敏度），使检流计原来的微小偏移得以放大，提示操作者进一步调平，从次高位即×10Ω的测量盘逐步调到位，类似调天平，从大砝码调到小砝码。一般地，当转动各位测量盘调平电桥时，若把仪器误差前一位所对应的盘转动±1档，检流计对应的偏转量能有1格左右，可以为仪器灵敏度已*高，调平过程已收敛到位，可以读记数据了，不心再*电流继续调平。这是因为，*检流计偏转的视觉识别阈为±0.1格,已经小于等于仪器误差。

4. 根据被测电阻R_X的估计值, 按表1选择合适的比例臂R₁、R₂数值，尽量令R_M读数盘的*高位（×100Ω）被利用，至少用到次高位（×10Ω），以*测量结果的*数位*多。

5．测中、低阻时每根外接导线的电阻均不应大于0.001Ω。

6．以上都是测量前应考虑的事项。准备好以后，按动面板右上角的电源开关（红色），通电预热5分钟。将检流计下方的钮子开关掷向“内”，调节检流计右下方的“调*”旋钮，使检流计指针准确指*。当变动某个桥臂电阻或电源电压之后，要记住在松开“电源（两）”按钮的状态下给检流计重新调*。

7．先按下“粗”即K₁按钮（面板左下角），使检流计接通；再按下“电源（两）” 即K₄按钮（面板左下角）使电源接通，此时检流计指示有偏转。从高位到低位调节R_M读数盘使检流计指*，松开“电源（两）” 即K₄按钮将电源切断。

8．再按下“细” 即K₂按钮（面板左下角），后按下“电源（两）”按钮，发现检流计还有偏转，再次调节R_M读盘使检流计指*，松开“电源（两）”按钮。适当*灵敏度，重复7、8两款操作，可求得被测电阻值为

R1

 

R2

R_X = R_M·——                      （1）

 

9．电阻元件发热原因有二：电压太高或通电时间太长。测量中应经常松开“电源（两）”按钮，以免元件发热引起指针飘移、测量读数不稳。

10．如果检流计灵敏度不能满足测量要求，可将检流计下方的钮子开关掷向“外”档，另选AC15、AZ19等型号的高灵敏度检流计（本厂有售），接到本电桥面板左上角的“外接检流计”接线柱上。

11．测试完毕应将“单-双桥”转换开关恢复到“空”档；“灵敏度”旋钮逆时针旋到底；关闭电源开关；令“粗”、“细”、“电源（两）”按钮释放（向上弹起）；R_1、R_2、R_M的各读数盘切不可回*，一般置于中间档位较妥，以免误开机烧坏。

（二）  

R

双电桥法测量步骤：

1．测量线路按图5所

示进行连接，同时参看

图1及图3所示。

3．  将检流计右侧

的“单-双桥”转换开关

从“空”旋到“双”。

4．  根据被测电阻

R_X估计值的大小，按表

2选择合适的电源电压。      图5 FMQJ19型电桥的双桥法测量接线图

具体方法是:调节检流计左下方的“灵敏度”旋钮(又是“量程/电源适配区间”选择旋钮)，旋钮周围按顺时针标有被测电阻范围10⁰－10¹－10²－10³－10⁴－10^-1－10^-2－10⁵－10⁶－10^-3－10^-5，单位是欧姆（Ω），这个数字链正好对应了电源电压从0.2V连续递增到1.5V的变化顺序,表明不同大小的R_X需要不同大小的测量电压。调节该旋钮不*很*，电压越高（顺时针旋转）则灵敏度越高，但电阻元件发热越多，会造成指针飘移甚至烧毁元件，在使用双桥时尤其明显。所以，只要灵敏度够用，电压尽量就低不就高。开机前应将该旋钮逆时针转到底，测量中谨慎*。

仪器面板左下角有一个“电源（两）” 即K₄按钮，按下该按钮，电源接通；释放该按钮，电源切断。在调整桥臂、观察检流计的过程中，“电源（两）”按钮只能点动（短时接通，随手释放），不允许持续通电，用作双臂电桥时尤其要注意。

4. 根据被测电阻R_X的估计值，按照表2和公式R_M=R_XR₁/R_N，选择合适的R_N值（尽量接近R_X），进而选择合适的R_1、R₂数值（R₂恒等于R₁），尽量令R_M读数盘的*高位（×100Ω）被利用，至少用到次高位（×10Ω），以*测量结果的*数位*多。

5.       R_X、R_N的每根外接导线的电阻均不应大于0.001Ω。

6．准备工作做好后,按动面板右上角的电源开关(红色),通电预热5分钟. 将检流计下方的钮子开关掷向“内”，调节检流计右下方的“调*”旋钮，使检流计指针准确指*。当变动某个桥臂电阻或电源电压之后，要记住在松开“电源（两）”按钮的状态下给检流计重新调*。

7．先按下“粗” 即K₁按钮，使检流计接通；再按下“电源（两）”按钮使电源接通，此时检流计指示有偏转。调节R_M读数盘使检流计指*，松开“电源（两）”按钮将电源切断。

8．再按下“细” 即K₂按钮，顺次按下“由源（两）”按钮，发现检流计还有偏转，再次调节R_M读数盘使检流计指*，松开“电源（两）”按钮。适当*灵敏度，重复7、8两款操作，此时可求得被测电阻值为

RM

 

R1（orR2）

R_X = R_N· ————— （Ω）             （2）

 

9．以上8款要求R_N尽量接近R_X，此外还要求R_N ≤ R_X。实践中会遇到相反的情况，即R_N虽然接近R_X，但R_N ≥ R_X。此时可采取如下变通措施完成测量：将图5中的R_N和R_X调换位置，仍按照上述方法操作，按下式计算结果：

 

R1（orR2）

 

RM

R_X = R_N· ————— （Ω）           （3）

 

还可按照8、9两款测量同一个电阻，将（2）、（3）两式求平均，以便减小系统误差。

10．电阻元件发热原因有二：电压太高或通电时间太长。测量中应经常松开“电源（两）”按钮，以免元件发热引起指针飘移、测量读数不稳。与单桥相比，本条款对双桥尤为重要，因为双桥电流比单桥大得多，调平时只能点动“电源（两）”按钮，随手释放，切不可按下锁*。

11．紧靠“电源（两）”按钮右边有一个“换向开关”。测量中如发现回路热电势影响严重，可在该“换向开关”正、反状态下测两次取平均。

12．如果检流计灵敏度不能满足测量要求，可将检流计下方的钮子开关掷向“外”档，另选 AC15、AZ19等型号的高灵敏度检流计（本厂有售），接到本电桥面板左上角的“外接检流计”接线柱上。

13．测试完毕应将“单-双桥”转换开关恢复到“空”档；“灵敏度”旋钮逆时针旋到底；关闭电源开关；令“粗”、“细”、“电源（两）”按钮释放（向上弹起）；R₁、R₂、R_M的各读数盘置于中间档位较妥。

 

六、注 意 事 项

1．电桥测量时应按照表1及表2规定，尽可能用R_M的第Ⅰ读数盘（即×100盘，*高位数字）读出被测电阻值R_X的*位数字，从而使测得值更为正确，并可减少电阻元件的消耗功率（如有条件采用高灵敏度的检流计时，则电源电压和线路电流都可相应减小）。

2．当使用环境湿度比较低（即干燥）时，测量时如发生静电干扰，可将电桥和检流计上具有的接地接线端钮一起连接接地后，即可除消。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图6   QJ19型直流电桥对称法测量线路原理图

3．当单电桥法测量较高电阻时，如发现泄漏电流干扰，可采用对称电路法按图6进行测试。图中：

R_P1及R_P2——外接等效可变电阻器（箱）

S₃——外接转换开关。

测量时先松开K₄按钮，断开电源，然后按下K₁按钮（粗）并将转换开关S₃放在“A”的位置，此时R_X、R₁，R_P1及R_P2组成无源桥路，当检流计G指示有偏转，可利用外接变阻器（箱）R_P1或R_P2的调节，使检流计指*，顺次按下K₂（细）依靠R_P1或R_P2的调节，再次使检流计指*，得检流计端和大地等电位的条件，将开关S₃转到“B”的位置，始可按下K₄按钮接通电路，并按单电桥法测量步骤对被测电阻R_X进行测量。

 

七、维     修

1．  每隔12个月，应对电桥进行复查和维护整修工作。

2．  电桥如长期搁置后再用，有可能在电刷或按钮的触点表面积存微量油尘造成接触不良，应先将*旋钮转动数次，如仍旧接触不良，可将面板和箱壳拆下，用棉花浸汽油（或无水酒精）进行清洗，并涂上润滑油（无酸性），使触点保持清洁，*仪器正常使用。

3．  电桥可能发生的故障原因及维修方法如表3所示：

 

八、成套性

1、  随同每台产品同时供应的文件有：

（1）产品合格证             1份

（2）使用说明书             1份

2、  与本产品配套使用的仪器有：

（1）       标准电阻（本厂有售）：

BZ3型（九只一套）

表3  维修指南

检测 项目		测试点的端钮位置代号		常 见 故 障			附 注
				现象	原 因	维修 方法
比 例 臂 电 阻	R1	3与 5		*种： 接触不良 第二种： 短路 第三种： 断路 第四种： 阻值变差大	*种： 转换开关接触不良或电刷位置隔档。	整洁触点、调整电刷压力和位置，严重的应予更换	四个桥臂电阻误差值调整的参考要求： ①       R1及R2和RM及R′M对 第Ⅰ,Ⅱ读数盘的单个阻值误差要求应 R1 RM ≤ a%/2   R′M ② —及—— 的比值误差应 ≤ a%/3 式中：a：准确度等级。
	R2	单   桥	2与3 (包括 短路板)		第二种： 相邻导线相碰或电阻短路。	整理导线间隔距离。 更换断路的电阻。
		双   桥	4与2 (不包括 短路板)		第三种： 接点假焊、脱落或电阻断路。	接点重新焊接。 更换短路的电阻。
测 量 臂 电 阻	RM	2与7			第四种： 开关接触电阻、热电势变化或电阻阻值变化*差。	整洁触点和调整电刷 压力,调整电阻误差精度,变化严重的应予更换
	R′M	5与8
按 钮 性 能	K1	1与5 K3 接通		接触不良	触点有氧化、脏或接触片弹性变差。	整洁触点及调整接触片弹性或更换元件。
	K2	1与5 K3 接通
	K3	1与2 K2 接通
注:1.检测时可采用同名值的相对比较法进行。    2.本表端钮代号为图1老式;新式见“概述”。

 

F*Z-01教学型（一只九档）

（2）       被测电阻（本厂有售）：

FM-Q_R1（二端21档）

FM-Q_R2（四端12档）

FM-Q_R4（四端夹具，1米标尺）

 

九、*期限

在用户遵守产品的保管、使用、安装和运输规则的条件下，从制造厂发货日期起在18个月内，产品因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作时，制造厂应负责*为用户修理或更换产品。

十、保管

产品应保存在温度为20^O±8℃，空气相对湿度≤80%，没有腐蚀性气体和有害杂质的环境中。

 

 

 

 

 

 

 

 

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DMQJ19型市电式

单双臂两用直流电桥

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