數顯直流雙臂電橋的主要組成部分

數顯直流雙臂電橋是一種用于J確測量低電阻（通常 10??Ω~102Ω）的儀器，其核心結構結合了傳統雙臂電橋的測量原理與數字顯示技術。以下是其主要組成部分及功能的詳細介紹：

一、測量電路系統

1、雙臂電橋核心橋體

1.1原理：基于開爾文雙臂電橋結構，通過四端測量法（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 以下低電阻測量。1.2組成：（1）比率臂電阻：由高精度電阻網絡組成（如 10?3、10?2、10?1、1、10、100 倍比率），用于設定測量量程和比例關系。（2）測量臂電阻：可調精密電阻，通過與被測電阻對比實現阻值計算。（3）跨線電阻補償：在橋體內部設計補償電路，抵消電流端引線電阻的影響。

2、恒流源電路

2.1功能：為電橋提供穩定的直流激勵電流（如 1mA、10mA、1A 等），確保測量時電流恒定，避免因電流波動導致誤差。2.2特性：電流精度≥0.01%，紋波≤0.001%，溫度系數≤±5ppm/℃。

3、電壓采樣電路

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

二、數字處理與顯示單元

1、A/D 轉換模塊

1.1功能：將電壓采樣電路輸出的模擬信號轉換為數字信號，是數顯電橋精度的核心部件。

1.2技術參數：（1）分辨率：通常采用 24 位 Σ-Δ 型 ADC（如 ADS1256），對應測量分辨率達 1μΩ（1Ω 量程下）。（2）采樣速率：10~100 次 / 秒，兼顧精度與響應速度。

2、微處理器（MCU）

2.1作用：處理數字信號，執行電阻計算（R=U/I）、量程自動切換、誤差補償及數據存儲等功能。2.2典型型號：ARM Cortex-M3/M4 系列（如 STM32F4）或高性能單片機，運算速度≥100MHz，內置浮點運算單元（FPU）。

3、顯示模塊

3.1類型：（1）LCD 液晶屏：常見段碼式或圖形點陣式，顯示內容包括測量值、量程、單位（Ω、mΩ、μΩ）、電池電量等。（2）LED 數碼管：部分經濟型電橋采用，顯示清晰但信息量較少。3.2顯示精度：≤±1 個字，刷新頻率≥2 次 / 秒。

三、電源與供電系統

1、供電方式

1.1直流電源適配器：輸入 AC 220V/110V，輸出穩定 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，連續工作時間≥8 小時。

2、電源管理電路

2.1功能：穩壓、濾波、低功耗控制（如自動休眠功能，閑置 5 分鐘后進入待機模式，功耗≤0.1W）。2.2關鍵器件：DC-DC 轉換器（如 LM2576）、LDO 穩壓器（如 TPS7350），確保電源波動 ±10% 內不影響測量精度。

四、接口與通信模塊

1、測量端子

1.1四端接口：（1）電流端（C1、C2）：連接被測電阻的電流回路，通常為粗線端子，承載較大電流（如 1A）。（2）電壓端（P1、P2）：連接被測電阻的電壓采樣點，為細線端子，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）或測試夾具（如四端探針臺）。

2、通信接口（可選）

2.1RS232/RS485：用于連接計算機，傳輸測量數據（波特率≥9600bps）。2.2UsB 接口：支持 U 盤存儲數據或固件升級，符合 UsB 2.0 標準。2.3藍牙 / WiFi（G端型號）：無線傳輸數據至移動端 APP，實現遠程監控。

五、外殼與結構組件

1、外殼材質

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

2、內部結構設計

2.1屏蔽層：在電路板和關鍵元件周圍設置銅箔屏蔽層，接地后抑制電磁干擾（EMI）。2.2散熱設計：恒流源等發熱元件配備散熱片，確保內部溫度≤50℃（環境溫度 25℃時）。

3、操作部件

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

六、校準與輔助功能模塊

1、校準電路

1.1標準電阻：內置高精度標準電阻（如 10mΩ、100mΩ、1Ω，精度≥0.001%），用于零點校準和滿度校準。1.2自校準功能：通過 MCU 控制校準電阻切換，實現一鍵校準，減少人工操作誤差。

2、輔助功能

2.1數據保持：鎖定當前測量值，便于記錄。2.2Z大值 / Z小值監測：實時顯示測量過程中的極值，適用于動態電阻測試。2.3溫度補償：部分型號支持溫度系數設置（如 0.001%/℃），自動修正溫度對電阻的影響。

七、A全保護組件

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

2、過壓保護：電壓輸入端設置 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：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：各部分協同工作流程

1、恒流源向被測電阻施加穩定電流，電壓采樣電路采集電壓信號；

2、A/D 轉換模塊將模擬信號數字化，MCU計算電阻值（R=U/I）并補償誤差；

3、結果通過顯示模塊輸出，同時可通過通信接口傳輸數據；

4、電源系統為各模塊供電，A全保護組件確保設備可靠運行。

這些組成部分通過精密設計和協同工作，使數顯直流雙臂電橋實現低電阻的高精度測量，廣泛應用于電子、電機、材料等領域的電阻檢測。要想了解更多產品詳細內容，可隨時聯系河北天棋星子檢測設備有限公司工作人員。