DCC电阻桥简介

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DCC电阻桥简介 [复制链接]

　DCC(Direct Current Comparator Resistance Bridge)电阻桥就是电流比较仪式电阻桥，这个“直流”往往被省略，电流比较仪最开始是用于交流的，而后来才发展成可以对比直流，而现在对比精度最好、计量界用的最广的比较仪也是直流的。


　　DCC自从发明之日开始，到现在的近半个世纪以来、一直是最好的电流对比方法，而DCC电阻桥也就一直是顶级电阻测试、对比设备。DCC和DCC电阻桥是两回事，但有的时候为了简单，称呼DCC电阻桥为DCC。


一  DCC电阻桥原理



　　DCC的基本原理基是变压器磁芯的安匝平衡，与补偿法直流电流钳表或隔离传感器的原理有类似之处。


　　在一个超高导磁率、低漏磁的环形铁心上以相反的极性绕制主绕组Np和副绕组Ns，主绕组通以直流恒流电Ip，副绕组通以另一个恒流Is，在安匝相等的情况下，达到平衡：


　　Np*Ip=Ns*Is，即Is/Ip = Np/Ns


　　铁心上同时绕有一个检测绕组，用方波激励，通过探测2次谐波可以得知安匝是否平衡，如果没有平衡，则自动改变副绕组的跟踪电流源使得安匝达到平衡。


　　对比电阻Rd(有时也叫Rs)被串联到副绕组的电流途径，而被对比电阻Rx被串联到主绕组的电流途径，两个标准电阻的地端电压端子接到一起，而高位端的两个电压端子接到灵敏检零计上做比较。调节主绕组的匝数，让检零计读数为零，达到电压平衡，这样就有：


　　电阻电压 = Is*Rs = Ip * Rx


　　所以有Rx= Rs * Is/Ip = Rs * Np/Ns


　　也就是：


　　Rx/Rs = Np/Ns


　　这就是说，电阻值比等于匝数之比。由于匝数可以精确得到、终生不变，因此Rx和Rs的比例也可以精确测定。


二   DCC电阻桥应用


　　简单说，DCC电阻桥就是超高精度测试电阻用的。复杂一点说，是进行标准电阻的对比、传递、检定、测量所必备的高精度设备。DCC电阻桥具有分辨高、线性度好、指标永久的特点。


　　在DCC桥出现之前，电阻的对比都采用各种开尔文电桥(双桥)进行的，例如esi 242D，但这种传统的电桥最适合的测试电阻范围是200欧到1M，对比的不确定度达到0.2ppm。但是，对于小阻值的，例如1欧的对比，就只有2ppm，这就严重限制了从最高级的各国国家标准(1欧)到其他电阻之间的传递。


　　对于DCC电阻桥，最具优势的范围是小阻值的测试对比，最好的几个量程包括Rs为1欧、10欧、100欧和1000欧，而且，Rx值满度为Rs的11倍，这就允许1:10的直接对比，实现不同10进之间标准电阻传递。


　　另外，DCC桥可以测试任意阻值，而比率真实可靠不会改变，同时可以至少进行1:10的直接传递对比(现代DCC桥甚至可以直接进行1:100的直接对比)，这就奠定了DCC桥的顶级地位。由于温度的计量和标定往往需要精确的测试任意值小阻值，因此DCC桥自然很快在这个领域大显神通。当电阻标准进入量子霍尔电阻(QHR)时代后，DCC桥的这种特性很快的被用于从霍尔电阻到常规电阻的过渡传递上。当然，后来出现的CCC(低温超导电流比较仪)以非常优异的性能把DCC抛在后面，成为当前顶级的电阻对比手段。不过，毕竟CCC不是一般单位能用得起的，DCC桥这些年来也一直在发展，例如自动化、量程扩展、精度提高、大电流应用等，在高端电阻计量上拥有无可动摇的地位。