數(shù)顯直流雙臂電橋的主要組成部分

數(shù)顯直流雙臂電橋是一種用于J確測(cè)量低電阻（通常 10??Ω~102Ω）的儀器，其核心結(jié)構(gòu)結(jié)合了傳統(tǒng)雙臂電橋的測(cè)量原理與數(shù)字顯示技術(shù)。以下是其主要組成部分及功能的詳細(xì)介紹：

一、測(cè)量電路系統(tǒng)

1、雙臂電橋核心橋體

1.1原理：基于開爾文雙臂電橋結(jié)構(gòu)，通過四端測(cè)量法（電流端和電壓端分離）X除引線電阻和接觸電阻的影響，適用于 1Ω 以下低電阻測(cè)量。1.2組成：（1）比率臂電阻：由高精度電阻網(wǎng)絡(luò)組成（如 10?3、10?2、10?1、1、10、100 倍比率），用于設(shè)定測(cè)量量程和比例關(guān)系。（2）測(cè)量臂電阻：可調(diào)精密電阻，通過與被測(cè)電阻對(duì)比實(shí)現(xiàn)阻值計(jì)算。（3）跨線電阻補(bǔ)償：在橋體內(nèi)部設(shè)計(jì)補(bǔ)償電路，抵消電流端引線電阻的影響。

2、恒流源電路

2.1功能：為電橋提供穩(wěn)定的直流激勵(lì)電流（如 1mA、10mA、1A 等），確保測(cè)量時(shí)電流恒定，避免因電流波動(dòng)導(dǎo)致誤差。2.2特性：電流精度≥0.01%，紋波≤0.001%，溫度系數(shù)≤±5ppm/℃。

3、電壓采樣電路

3.1作用：采集被測(cè)電阻兩端的電壓信號(hào)（通常為 μV 級(jí)），通過高輸入阻抗放大器（輸入阻抗≥10?Ω）減少分流誤差。3.2關(guān)鍵器件：低噪聲運(yùn)算放大器（如 OP27）、高精度差分放大器，確保電壓測(cè)量分辨率達(dá) 1μV 以下。

二、數(shù)字處理與顯示單元

1、A/D 轉(zhuǎn)換模塊

1.1功能：將電壓采樣電路輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，是數(shù)顯電橋精度的核心部件。

1.2技術(shù)參數(shù)：（1）分辨率：通常采用 24 位 Σ-Δ 型 ADC（如 ADS1256），對(duì)應(yīng)測(cè)量分辨率達(dá) 1μΩ（1Ω 量程下）。（2）采樣速率：10~100 次 / 秒，兼顧精度與響應(yīng)速度。

2、微處理器（MCU）

2.1作用：處理數(shù)字信號(hào)，執(zhí)行電阻計(jì)算（R=U/I）、量程自動(dòng)切換、誤差補(bǔ)償及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。2.2典型型號(hào)：ARM Cortex-M3/M4 系列（如 STM32F4）或高性能單片機(jī)，運(yùn)算速度≥100MHz，內(nèi)置浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU）。

3、顯示模塊

3.1類型：（1）LCD 液晶屏：常見段碼式或圖形點(diǎn)陣式，顯示內(nèi)容包括測(cè)量值、量程、單位（Ω、mΩ、μΩ）、電池電量等。（2）LED 數(shù)碼管：部分經(jīng)濟(jì)型電橋采用，顯示清晰但信息量較少。3.2顯示精度：≤±1 個(gè)字，刷新頻率≥2 次 / 秒。

三、電源與供電系統(tǒng)

1、供電方式

1.1直流電源適配器：輸入 AC 220V/110V，輸出穩(wěn)定 DC 電壓（如 9V、12V），紋波≤10mV。1.2電池供電：常用鋰電池（如 18650）或干電池（AA/AaA），支持低電量提醒，連續(xù)工作時(shí)間≥8 小時(shí)。

2、電源管理電路

2.1功能：穩(wěn)壓、濾波、低功耗控制（如自動(dòng)休眠功能，閑置 5 分鐘后進(jìn)入待機(jī)模式，功耗≤0.1W）。2.2關(guān)鍵器件：DC-DC 轉(zhuǎn)換器（如 LM2576）、LDO 穩(wěn)壓器（如 TPS7350），確保電源波動(dòng) ±10% 內(nèi)不影響測(cè)量精度。

四、接口與通信模塊

1、測(cè)量端子

1.1四端接口：（1）電流端（C1、C2）：連接被測(cè)電阻的電流回路，通常為粗線端子，承載較大電流（如 1A）。（2）電壓端（P1、P2）：連接被測(cè)電阻的電壓采樣點(diǎn)，為細(xì)線端子，要求接觸電阻≤10??Ω。1.2接口類型：香蕉插頭、開爾文夾（適用于微小電阻）或測(cè)試夾具（如四端探針臺(tái)）。

2、通信接口（可選）

2.1RS232/RS485：用于連接計(jì)算機(jī)，傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)（波特率≥9600bps）。2.2UsB 接口：支持 U 盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或固件升級(jí)，符合 UsB 2.0 標(biāo)準(zhǔn)。2.3藍(lán)牙 / WiFi（G端型號(hào)）：無線傳輸數(shù)據(jù)至移動(dòng)端 APP，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

五、外殼與結(jié)構(gòu)組件

1、外殼材質(zhì)

1.1工程塑料：阻燃 ABS 或 PC 材料，符合 GB 4793.1 的防火等級(jí)要求，絕緣電阻≥100MΩ。1.2金屬外殼：G端型號(hào)采用鋁合金或不銹鋼，屏蔽電磁干擾，防護(hù)等級(jí)≥IP54。

2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1屏蔽層：在電路板和關(guān)鍵元件周圍設(shè)置銅箔屏蔽層，接地后抑制電磁干擾（EMI）。2.2散熱設(shè)計(jì)：恒流源等發(fā)熱元件配備散熱片，確保內(nèi)部溫度≤50℃（環(huán)境溫度 25℃時(shí)）。

3、操作部件

3.1按鍵：量程切換鍵、清零鍵、單位切換鍵、校準(zhǔn)鍵等，采用F水輕觸開關(guān)，壽命≥10 萬次。3.2旋鈕：部分型號(hào)保留手動(dòng)量程旋鈕，刻度精度≤0.5%。

六、校準(zhǔn)與輔助功能模塊

1、校準(zhǔn)電路

1.1標(biāo)準(zhǔn)電阻：內(nèi)置高精度標(biāo)準(zhǔn)電阻（如 10mΩ、100mΩ、1Ω，精度≥0.001%），用于零點(diǎn)校準(zhǔn)和滿度校準(zhǔn)。1.2自校準(zhǔn)功能：通過 MCU 控制校準(zhǔn)電阻切換，實(shí)現(xiàn)一鍵校準(zhǔn)，減少人工操作誤差。

2、輔助功能

2.1數(shù)據(jù)保持：鎖定當(dāng)前測(cè)量值，便于記錄。2.2Z大值 / Z小值監(jiān)測(cè)：實(shí)時(shí)顯示測(cè)量過程中的極值，適用于動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試。2.3溫度補(bǔ)償：部分型號(hào)支持溫度系數(shù)設(shè)置（如 0.001%/℃），自動(dòng)修正溫度對(duì)電阻的影響。

七、A全保護(hù)組件

1、過流保護(hù)：電流超過額定值（如 1.2 倍）時(shí)，快速切斷恒流源，保護(hù)被測(cè)元件和電橋本身。

2、過壓保護(hù)：電壓輸入端設(shè)置 TVS 二極管，防止反接或浪涌電壓（如靜電）損壞電路。

3、接地保護(hù)：外殼接地端子連接大地，確保操作人員A全，符合 GB 4793.1 要求。

總結(jié)：各部分協(xié)同工作流程

1、恒流源向被測(cè)電阻施加穩(wěn)定電流，電壓采樣電路采集電壓信號(hào)；

2、A/D 轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)數(shù)字化，MCU計(jì)算電阻值（R=U/I）并補(bǔ)償誤差；

3、結(jié)果通過顯示模塊輸出，同時(shí)可通過通信接口傳輸數(shù)據(jù)；

4、電源系統(tǒng)為各模塊供電，A全保護(hù)組件確保設(shè)備可靠運(yùn)行。

這些組成部分通過精密設(shè)計(jì)和協(xié)同工作，使數(shù)顯直流雙臂電橋?qū)崿F(xiàn)低電阻的高精度測(cè)量，廣泛應(yīng)用于電子、電機(jī)、材料等領(lǐng)域的電阻檢測(cè)。要想了解更多產(chǎn)品詳細(xì)內(nèi)容，可隨時(shí)聯(lián)系河北天棋星子檢測(cè)設(shè)備有限公司工作人員。