开尔文电桥(英语:Kelvin bridge),又称汤姆生电桥,用来测量电阻小于1欧姆的未知电阻[1]。其原理与惠司通电桥类似,但多了额外的微小电阻,以降低测量误差,提升精确度。
开尔文电桥的原理与惠司通电桥类似,但是多了额外的微小电阻,以降低测量误差,并且提升精确度。
凯尔文电桥电路图
此种电路平衡关系式如下:
{\displaystyle{\frac{Rx}{Rs}}={\frac{R2}{R1}}+{\frac{Rpar}{Rs}}\cdot\left({\frac{R'1}{R'1+R'2+Rpar}}\right)\cdot\left({\frac{R2}{R1}}-{\frac{R'2}{R'1}}\right)}{\displaystyle{\frac{Rx}{Rs}}={\frac{R2}{R1}}+{\frac{Rpar}{Rs}}\cdot\left({\frac{R'1}{R'1+R'2+Rpar}}\right)\cdot\left({\frac{R2}{R1}}-{\frac{R'2}{R'1}}\right)}
在应用上,R'1与R'2的比值被调整成与R1和R2的比值相等。且在多数的设计中,R1=R'1且R2=R'2。因此,上式最后一项变成零,整个平衡式变为:
{\displaystyle{\frac{Rx}{Rs}}={\frac{R2}{R1}}}{\displaystyle{\frac{Rx}{Rs}}={\frac{R2}{R1}}}
经整理后可得:
{\displaystyle Rx=R2\cdot{\frac{Rs}{R1}}}{\displaystyle Rx=R2\cdot{\frac{Rs}{R1}}}
一种商业化的开尔文电桥
使用这一电桥的测量精度取决于多个因素。标准电阻Rs的精准是首要因素。
某些已商业化的此类装置之精确度达2%,可量测0.000001欧姆到25欧姆的电阻值。