惠斯通电桥查看源代码讨论查看历史
一种由4个电阻组成用来测量其中一个电阻阻值(其余3个电阻阻值已知)的装置。4个电阻组成一个方形。[1] 一电流表连接两个相对的接头，一电流表连接其余两个相对的接头。当电流表显示无电流通过，则此电桥处于平衡状态，即R1·R2=R3·R4。
中文名:惠斯通电桥
外文名:Wheatstone bridge
别 名:单臂电桥
性 质:科学
类 别物理
发明者:克里斯蒂
术语简介
惠斯通电桥（又称单臂电桥）是一种可以精确测量电阻的仪器。通用的惠斯通电桥电阻R1，R2，R3，R4叫做电桥的四个臂，G为检流计，用以检查它所在的支路有无电流。
当G无电流通过时，称电桥达到平衡。平衡时，四个臂的阻值满足一个简单的关系，利用这一关系就可测量电阻。
惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路，这四个电阻分别叫做电桥的桥臂，惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化，单片机采集可变电阻两端的电压然后处理，就可以计算出相应的物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。
非平衡电桥一般用于测量电阻值的微小变化，例如将电阻应变片（将电阻丝做成栅状粘贴在两层薄纸或塑料薄膜之间构成）粘固在物件上，当物件发生形变时，应变片也随之发生形变，应变片的电阻由电桥平衡时的Rx变为Rx+△R，这时检流计通过的电流Ig也将变化，再根据Ig与△R的关系就可测出△R，然后由△R与固体形变之间的关系计算出物体的形变量。
用这种方法可测量应变、拉力、扭矩、振动频率等。
惠斯通电桥不是惠斯通发明的，在测量电阻及其它电学实验时，经常会用到叫惠斯通电桥的电路，很多人认为这种电桥是惠斯通发明的，其实，这是一个误会，这种电桥是由英国发明家克里斯蒂在1833年发明的，但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻，所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥。
推论
电桥平衡时，检流计所在支路电流为零，则有：
（1）流过R1和R4的电流相同（记作I1），流过R2和R3的电流相同（记作I2）；
（2）B，D两点电势相等，即 。因而有 I1R1=I2R3。
由于三个阻值已知，便可求得第四个电阻。测量时，选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻作为R3，令被测电阻充当R4，调节R3使电桥平衡，而且可利用高灵敏度的检流计来测零，故用电桥测电阻比用欧姆表精确。
电桥不平衡时，G的电流IG与R1，R2，R3，R4有关。利用这一关系也可根据IG及三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值，因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。
在不平衡电桥中，G应从“检流计’改称为“电流计”，其作用不是检查有无电流而是测量电流的大小。可见，不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有区别。利用电桥还可测量一些非电学量。
在不平衡电桥中，可以通过KVL、KCL求解电流的大小。
试验相关
用惠斯通电桥测电阻
折叠实验目的 1．熟悉用惠斯通电桥测电阻的原理。
2．掌握QJ19型箱式惠斯通电桥和AC15型直流复射式检流计的使用方法。
折叠实验器材 QJ19型电桥、AC15型直流复射式检流计、稳压电源、电阻箱、导线若干。
折叠实验原理 惠斯通电桥原理图 惠斯通电桥原理图 惠斯通电桥是一种测量电阻的精密仪器，如图所示，为其测量原理图。
四个电阻连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上直流电源。 R1、R2、R0、Rx为四个桥臂上的电阻，Rx为待测电阻，G为检流计，E为直流电源，K为开关。各支路电流如图中箭头所示。
电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当BD两点电势不等时，桥路中的电流Ig≠0，检流计的指针发生偏转；当BD两点之间的电势相等时，桥路中的电流Ig=0，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有：
Ig=0 UAB=UAD UBC=UDC
Ix=I0 I1=I2 Ix×Rx=I1×R1 I2×R2=I0×R0
于是可得：Rx/R0=R1/R2 即 Rx×R2=R0×R1
此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。
如果R1、R2和R0都是已知的，那么可算出待测电阻Rx：Rx=(R1/R2)R0。
测量精度主要受检流汁G和R1、R2及R0的精度的影响。
折叠仪器描述 1．QJ19型单双臂两用电桥
QJ19型电桥是一种精密的电工仪器。当用作单臂电桥时，可测量10－2~166Ω的电阻；当作双臂电桥时，可测量10-5~10-2Ω的电阻（在本实验中只作单臂电桥使用）。
图 6－2 QJ19型电桥面板及接线图
图6－2为QJ19型电桥的面板。K1~K4依次为“粗调”、“细调”、“短路”、“电源”这四个按钮。测量时，应先按下K4并锁住，再按下K1按钮进行粗调，当检流计指针指到“0”时，松开K1；最后，按下K2进行细调，直到检流计指针指到“0”为止。当检流计中电流较大或晃动较大时，应按下短路按钮K3。R1、R2为比例臂，R为读数臂，相当于可变电阻臂，R1、R2的大小可根据待测电阻RX的估计值由表6—1设定。端钮1~10为接线钮，在本实验中，1、2接检流计；3、4直接相联；5、6接待测电阻；7、8空着；9、10接电源。这样连接后的线路如图6－2所示。
2．AC15型直流复射式检流计
AC15型直流复射式检流计又称光点检流计，其结构属于电磁式。我们知道，光线射到平面镜上后，如果镜面转过一微小的角度 ，则反射光线扫过的角度将是 。在线圈上附有一个小平面镜，当微小的电流通过线圈时，在磁力矩的作用下线圈就会转过一个很小的角度，这时一束灯光射到小平面镜上，利用平面镜的反射，就可以较明显地读出反射光线转过的角度，从而测出微小电流强度。因此，光点检流计的灵敏度很高。
图6－3为AC15型直流复射式检流计面板。J1为标盘（或刻度盘），J5为“零点调节”旋钮，测量前须用此调零。J2为分流器旋钮，检流计不停地移动时，J2应置于“短路”，使光标尽快停止。测量时J2应从最低灵敏度“×0.01”开始，逐步调到“×1”档。J4为输入端钮，J3为电流选择开关。AC15型检流计可用交流220V 或直流6V两种电源供电，本实验只用交流220V。
图6－3 AC15型直流复射式检流计
折叠实验步骤 1．仔细观察各仪器面板，了解各旋钮、按钮的作用，对照图6－2，熟悉整个测量电路。
2．检查电桥，按钮K1~K4应全部松开。检查检流计，后面板上电源插头应插在交流220V处，前面板J3应置于交流220V处。
3．按图6－2所示接好线路，接通稳压电源。
4．接通检流计电源，J1调到“直接”处，调J5使光点尽量靠近零点，然后调J1，使光点正好落在零点，此时J1、J5不可再动。
5．根据Rx的估计值，从表6－1上选择R1、R2及电源电压。再根据Rx的估计值由公式Rx =（R1 / R2 ）R推算出R值。
6．调节R1、R2、R及电源为上面所得的各数值，按下并锁住K4。
7．检流计的J2调到“×0.01”档，按下K1（若检流计光点偏转不太大，可把K1锁住，若光点左右偏转较大，可按下K3）。调节R（应从大到小调节，即先调×100，再调×10），使光点最接近零点，松开K1。
8．依次把J2调到“×0.1”档和“×1”档，重复步骤7。
9．按下K2，调节R，使检流计的光点尽量接近零点。
10．松开K2、K4，J2调到“短路”，读出数值，并填入表6－2中。
11．改变Rx，重复步骤5~10，将各数值填入表6－2中。
12．拆除电路，按要求整理好仪器。
表6－1 比例臂及电源电压对照表
Rx /Ω
比例臂电阻 /Ω
电源电压 / V
R1
R2
102~103
102
102
3
103~104
103
102
6
104~105
104
102
10
105~106
104
10
20
折叠数据记录及处理 表6－2 待测电阻Rx 与R1 、 R2 及电源电压表
估计值 /Ω
R1 /Ω
R2 /Ω
电源电压 /V
R /Ω
测量值 /Ω
×102
×103
×104
×105
折叠注意事项 调节时应先粗调，再进行细调，次序不能颠倒。
应用
惠斯通电桥是一种检测电路，虽然它的结构简单 ，但它的准确度和灵敏度都比较高，在医学诊断和检测仪器中有广泛的应用。[2]
惠斯通电桥的测量灵敏度在科学研究,生产应用中都具有重大意义。惠斯通电桥在当代科学测量中的应用非常广泛，同时也广泛地被应用在自动控制中。
惠斯通电桥也广泛应用在称重检测元件上等。