如何用开尔文电桥法测量电阻？

开尔文电桥测量原理如图6-4所示，图中E为直流电源，通常采用蓄电池组，它供给测量电路电流，电流表A用来测量电路中的工作电流，R是用于调节电流的可变电阻，是镜式检流计，K是开关。假设r₁、r₂、r₃、r₄及r代表各段引线电阻；R₁、R₂、R₃及R₄为可调电阻；R_N为标准电阻，R_x为待测电阻。

在电桥设计中，取R₁/R₂=R₃/R₄，并将这些电阻值设计得较大，而一方面将r₁、r₂、r₃及r₄设计得足够小，能得到电路近似式：

式中 R_x——待测电阻的阻值，单位为Ω；R₁、R2——可调电阻的阻值，单位为Ω；

R_N——标准电阻的阻值，单位为Ω。

当检流计指零时，可从开尔文电桥上直接读出R₁及R₂，而R_N为已知，由上式可直接求出R_x值。这种方法测量电阻具有较高的精确度，其精度与R_N的精度及R₁/R₂是否与R₃/R₄精确度相等有关，也与检流计的灵敏度及电路中的电流大小有关。在一般情况下，当采用灵敏度为10^-9A的检流计时，开尔文电桥可测10^-6～10²Ω的电阻，能读出四位有效数，测量精度为0.05%。

开尔文电桥测量精度较高，原因如下：(www.xing528.com)

1）检流计不直接与试样相连，而是通过连接线和比接触电阻大得多的电阻与试样相连，电桥平衡是利用四个较高的电阻R₁、R₂、R₃及R₄来实现，由于这些电阻阻值很高，所以通过它们的电流就很小，这样在ABC和EDF回路中的接线与接触电阻对B、D点电位的影响可忽略不计。

2）标准电阻R_N和被测电阻R_x的值都很小，当共组成一回路时，通过的电流就很大，因此R_x的微小变化都将显著地影响B、D点的电位，即开尔文电桥对R_x的微小变化很敏感。

3）R_N及R_x都采用合理的电位及电流接头，在测量范围内不包括接触电阻，因此接触电阻对R_x的值无影响，这是惠斯顿电桥做不到的。

可以把惠斯顿电桥和开尔文电桥合二为一，做成一个单、双臂两用电桥，如国产的QJ36型单、双两用电桥，通过不同的接法，它既可以用作惠斯顿电桥测量10²～10⁶Ω的中值电阻，又可用作开尔文电桥测量10^-6～10²Ω的低值电阻，其精度可达0.02级。