惠斯通電橋常用來測(cè)量電阻，還可用來測(cè)量應(yīng)變、溫度、壓力等物理量。惠斯通電橋是一種由4個(gè)電阻組成的裝置，用來測(cè)量其中一個(gè)電阻阻值(其余3個(gè)電阻阻值已知)。4個(gè)電阻組成一個(gè)方形結(jié)構(gòu)，一電流表連接兩個(gè)相對(duì)的接頭，另一電流表連接其余兩個(gè)相對(duì)的接頭。當(dāng)電流表顯示無電流通過時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，即R1/R2=R4/R3。電橋電路有兩種狀態(tài)，分別是平衡狀態(tài)與非平衡狀態(tài)。
術(shù)語簡(jiǎn)介
惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測(cè)量電阻的儀器。通用的惠斯通電橋電阻R1，R2，R3，R4叫做電橋的四個(gè)臂，G為檢流計(jì)，用以檢查它所在的支路有無電流。
當(dāng)G無電流通過時(shí)，稱電橋達(dá)到平衡。平衡時(shí)，四個(gè)臂的阻值滿足一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系，利用這一關(guān)系就可測(cè)量電阻。
惠斯通電橋是由四個(gè)電阻組成的電橋電路，這四個(gè)電阻分別叫做電橋的橋臂。惠斯通電橋利用電阻的變化來測(cè)量物理量的變化，例如通過單片機(jī)采集可變電阻兩端的電壓并進(jìn)行處理，可以計(jì)算出相應(yīng)的物理量的變化，是一種精度很高的測(cè)量方式。
非平衡電橋一般用于測(cè)量電阻值的微小變化，例如將電阻應(yīng)變計(jì)（將電阻絲做成柵狀粘貼在兩層薄紙或塑料薄膜之間構(gòu)成）粘固在物件上，當(dāng)物件發(fā)生形變時(shí)，應(yīng)變片也隨之發(fā)生形變，應(yīng)變片的電阻由電橋平衡時(shí)的Rx變?yōu)镽x+△R，這時(shí)檢流計(jì)通過的電流Ig也將變化，再根據(jù)Ig與△R的關(guān)系就可測(cè)出△R，然后由△R與固體形變之間的關(guān)系計(jì)算出物體的形變量。
用這種方法可測(cè)量應(yīng)變、拉力、扭矩、振動(dòng)頻率等。
查爾斯·惠斯通電橋不是惠斯通發(fā)明的，在測(cè)量電阻及其它電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到叫惠斯通電橋的電路，很多人認(rèn)為這種電橋是惠斯通發(fā)明的，其實(shí)，這是一個(gè)誤會(huì)，這種電橋是由英國(guó)發(fā)明家克里斯蒂在1833年發(fā)明的，但是由于惠斯通第一個(gè)用它來測(cè)量電阻，所以人們習(xí)慣上就把這種電橋稱作了惠斯通電橋。
推論
電橋平衡時(shí)，檢流計(jì)所在支路電流為零，則有：
（1）流過R1和R4的電流相同（記作I1），流過R2和R3的電流相同（記作I2）；
（2）B，D兩點(diǎn)電勢(shì)相等，即Uab=Uad。因而有 I1R1=I2R3。
由于三個(gè)阻值已知，便可求得第四個(gè)電阻。測(cè)量時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳鳛镽1和R2，用一個(gè)可變電阻作為R3，令被測(cè)電阻充當(dāng)R4，調(diào)節(jié)R3使電橋平衡，而且可利用高靈敏度的檢流計(jì)來測(cè)零，故用電橋測(cè)電阻比用歐姆表精確。
電橋不平衡時(shí)，G的電流IG與R1，R2，R3，R4有關(guān)。利用這一關(guān)系也可根據(jù)IG及三個(gè)臂的電阻值求得第四個(gè)臂的阻值，因此不平衡電橋原則上也可測(cè)量電阻。
在不平衡電橋中，G應(yīng)從“檢流計(jì)’改稱為“電流計(jì)”，其作用不是檢查有無電流而是測(cè)量電流的大小。可見，不平衡電橋和平衡電橋的測(cè)量原理有區(qū)別。利用電橋還可測(cè)量一些非電學(xué)量。
在不平衡電橋中，可以通過KVL、KCL求解電流的大小。
應(yīng)用
惠斯通電橋是一種檢測(cè)電路，雖然它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它的準(zhǔn)確度和靈敏度都比較高，在醫(yī)學(xué)診斷和檢測(cè)儀器中有廣泛的應(yīng)用。
惠斯通電橋的測(cè)量靈敏度在科學(xué)研究，生產(chǎn)應(yīng)用中都具有重大意義。惠斯通電橋在當(dāng)代科學(xué)測(cè)量中的應(yīng)用非常廣泛，同時(shí)也廣泛地被應(yīng)用在自動(dòng)控制中。
惠斯通電橋也廣泛應(yīng)用在稱重檢測(cè)元件上等。
參考資料 >