统计一下四臂电桥的类型  也就是四臂电桥的分类

交流电桥的种类繁多，其中四臂电桥是 墓本的，也是 常见的。因此，主要介绍四臂电桥的分类。根据电桥的基本原理和平衡条件知道，能满足平衡方程的四臂电桥的桥臂组合方式是非常多的，不过其中某些桥路到目前为止仅仅在理论上有些价值.也有不少桥路经过不断改进，形成各具特色的实用电桥。在分析研究电桥时，特别是实际工作中选择或使用电桥时，需要对电桥的分类有所了解。为此，对目前几种常见的分类作一些简单的介绍，并对它们的特点加以说明。着重介绍按桥臂配合方式分类的基本原理。   (1)按测量对象可分为:电阻电桥(指交流电阻)；电感电桥(测量线圈自感量及品质因数；电容电桥(测量电容量及介质损耗角正切)；互感电桥；频率电桥等等。   (2)按桥臂元件性质分为:含有R, L元件的电桥；含有R, C元件的电桥；含有R, L和C元件的电桥；含有R, L和M元件的电桥；含有R, L, M和C元件的电桥等等。对于后面两类严格地说不完全属于常见的四臂电桥的分类范围，但经电路等效变换后，可以化为四臂电桥一般的形式。   (3)按、推广者或改进者姓名命名的电桥有:麦克斯韦电桥(Maxwell bridge)；文氏电桥(Wien bridge)；欧文电桥(Owen bridge)；海氏电桥(Hay bridge)；西林电桥(Schering bridge)；卡尔—福斯特电桥(Carey—Fosterbridge)；康贝尔电桥(Campbell bridge)等等。   (4)按桥臂配合方式分为:比率电桥(又可分为实比电桥和虚比电桥)，乘积电桥(又可分为实积电桥和虚积电桥)。    现简单说明以上各种分类方法的特点如下:   *种分类方法直观明确，对使用者按测 对象去选用较为方便。该分类法尚可再分得细一些，例如，电容电桥还可分为测较小损耗角正切的电容、测较大损耗角正切的电容、测绝缘材料或其它高电压电气设备带电体间以及带电体对地的电容值和介质损耗等等。但是，这种分类方法不易从原理或实质上对电桥进行分析和理解，因此对设计和研究人员来说不够理想和完善。   第二种分类方法是对桥臂组成的元件性质来说的，由各桥臂元件性质与桥臂配置并结合平衡条件可以了解电桥的用途。根据桥臂元件性质比较容易画出电路的相量图，因此便于分析和使用。对于这种分类也可进行更细的分法。例如，含有R, C元件的电桥既可以组成文氏电桥，也可以组成西林电桥等等。这对于归纳和记忆桥路是方便的。但是就制造厂和一般使用者来说，对用何种元件组成桥臂并不关心，因此目前这种分类方法较少采用。    第三种分类方法便于去了解电桥发展历史和科学工作者的贡献。从使用观点来说，这类电桥往往是某种被测对象的。例如，西林电桥大多用于测量高电压工作条件下电气设备的带电体对地的电容量和绝缘介质损耗值；海氏电桥适合于测量高品质因数的电感线圈等等。对于专门从事电测工作人员来说，用专门的名称便于了解和熟悉它们。又由于国外文献和资料中常采用它们，因此对我国广大读者和有关人员查阅文献和资料也有参考意义。    第四种分类方法是从电桥桥臂配合的合理性和平衡调节的方便程度出发的。它比较能说明电桥平衡的物理实质。许多实用的电桥都可按此法进行分类，但也有些电桥既不属于比率电桥，也不属于乘积电桥，它们将不包括在讨论之列。按桥臂配合方式分类是从电桥平衡方程式中各参数关系去考虑如何合理安排桥臂和可调参数为出发点。电桥在结构工艺条件许可的情况下，应尽可能使调节参数做到分别平衡和分别读数(即互相独立的)，而采用比率和乘积的概念非常有利于为电桥设计和制造部门提供理论上的依据。另外也易于对电桥性能更好地理解，为理论分析和应用推广创造条件。    现在介绍比率和乘积电桥的基本原理，可以使我们更好地理解这种分类方法的意义。由上述已知交流四臂电桥的桥臂一般是阻抗，即Z1, Z2, z3和z4，如图2-3 a）所示。从表面上看，各阻抗元件的性质和安排是任意的，而事实上，它们的安排必须受平衡条件的约束。为分析和讨论方便起见，可将各桥臂阻抗写成直角坐标形式，即:

             如果把公式右边的任念两个桥臂阻抗固定，例如Z2和Z3或是Z2和Z4，剩下的一桥臂作为可调臂，并将它写成直角坐标形式，则式(2-15)可改写为:     上两式中的括号内为可调的桥臂参数，其中式(2-17)的G3一jB3是R3+jX3的倒数。    顺便指出，根据平衡电桥相对桥臂可互换的性质,Z2和4可以互换并不会影响平衡，因此对于式(2-15)也可选Z3和z4为固定臂,Z2作为可调臂。以上两种形式即式(2-16)和式(2-17)，它们各自具有两个固定臂和一个可调臂。式(2-16)中的Z2╱Z8比值是固定的，则R4和X4为可调，式(2-17)中Z2'Z4乘积是固定的，则C3和B8为可调。通常情况下，这种比值或乘积也是复数，这对于单独用可调臂去平衡将是困难的。由上述两种情况的复数方程的求解过程可知，要满足式(2-16)和式(2-17)的等号两边实数部分和虚数部分分别相等，单独靠可调臂去调节平衡将会发生困难，因为等式右边可调参数的实部或虚部逐个调节时会互相牵制。要避免这种互相牵制的情况，其办法是将式(2-16)中的Z2╱23比值做成实常数土K(一般取正实数)或虚常数土jK(它们相应意味着Φ2-Φ3=0、π或Φ2-Φ3=士π/2)，将式(2-17)中的Z2'Z4乘积也做成实常数土K或虚常数土jK(它们也相应意味着Φ2+Φ4=O、π或Φ2+Φ4=士π/2)。采取上述措施后，可调臂的实部和虚部的调节将不再互相牵制，使得电桥平衡调节容易得多。这时式(2-16)和式(2-17)可写成:              式((2-18)和式(2-19)表示电桥的两个固定桥臂具有比值为实常数或虚常数的关系，因此称前者为实比电桥，称后者为虚比电桥，它们两者统称为比率电桥，式(2-20)和式(2-21)表示电桥的两个固定桥臂具有乘积为实常数或虚常数的关系，因此称前者为实积电桥，称后者为虚积电桥，它们两者统称为乘积电桥。   由电桥平衡条件方程式可知，当两个固定桥臂参数是比值关系时，其相应的桥臂在桥路上的位置应该是相邻的，当两个固定桥臂参数是乘积关系时，其相应的桥臂在桥路上的位置则必须是相对的(即不相邻的两个臂)。对于实比、虚比、实积、虚积等概念，后面还会具体遇到。   按比率和乘积方式考虑，各种电桥的固定桥臂的配置方案有下列几种可能性，如表2-1所示。                表2-1内所列七种桥臂结构是常用的。由于实际上没有理想的电感，故除了表中(c)类与电阻串联（实际电感器或实际电感器再串接电阻)作为桥臂的实比电桥之外，尚无共它由电感所构成的比率和乘积电桥。   必须指出，比率电桥和乘积电桥中所谓的固定桥臂，它仅仅是相对于可调桥臂来说的。在实际电桥中，有时为了做到分别平衡(见后)或者为了取得较好的收敛性(见后)，往往需要将可调参数分散在两个或三个桥臂中。在这种情况下，就可能在原来所谓的固定桥臂中也出现可调参数。因此前面所说的“固定”的含义仅仅是为了分析问题的方便，而不是的或是一成不变的。   为了使读者对比率电桥和乘积电桥的具体线路有一个初步印象，分别举例说明。如图2-8a), b)所示为实比电桥。图a)所示用于测量电感线圈的电感值和品质因数，图b)所示主要用于测量电容值。              图2-9 a ), b)均为虚比电桥。前者用于测量电感值和品质因数，后者用于测量电容值和损耗角正切。   图2-10和图2-11分别为实积电桥和虚积电桥，前者用于侧高品质因数的电感值(海氏电桥)，后者用于侧高电压工作条件下的电容值和介质损耗(高压西林电桥)。                

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