惠斯通電橋檢視原始碼討論檢視歷史
一種由4個電阻組成用來測量其中一個電阻阻值(其餘3個電阻阻值已知)的裝置。4個電阻組成一個方形。[1] 一電流表連接兩個相對的接頭，一電流表連接其餘兩個相對的接頭。當電流表顯示無電流通過，則此電橋處於平衡狀態，即R1·R2=R3·R4。
中文名:惠斯通電橋
外文名:Wheatstone bridge
別 名:單臂電橋
性 質:科學
類 別物理
發明者:克里斯蒂
術語簡介
惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。通用的惠斯通電橋電阻R1，R2，R3，R4叫做電橋的四個臂，G為檢流計，用以檢查它所在的支路有無電流。
當G無電流通過時，稱電橋達到平衡。平衡時，四個臂的阻值滿足一個簡單的關係，利用這一關係就可測量電阻。
惠斯通電橋是由四個電阻組成的電橋電路，這四個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量物理量的變化，單片機採集可變電阻兩端的電壓然後處理，就可以計算出相應的物理量的變化，是一種精度很高的測量方式。
非平衡電橋一般用於測量電阻值的微小變化，例如將電阻應變片（將電阻絲做成柵狀粘貼在兩層薄紙或塑料薄膜之間構成）粘固在物件上，當物件發生形變時，應變片也隨之發生形變，應變片的電阻由電橋平衡時的Rx變為Rx+△R，這時檢流計通過的電流Ig也將變化，再根據Ig與△R的關係就可測出△R，然後由△R與固體形變之間的關係計算出物體的形變量。
用這種方法可測量應變、拉力、扭矩、振動頻率等。
惠斯通電橋不是惠斯通發明的，在測量電阻及其它電學實驗時，經常會用到叫惠斯通電橋的電路，很多人認為這種電橋是惠斯通發明的，其實，這是一個誤會，這種電橋是由英國發明家克里斯蒂在1833年發明的，但是由於惠斯通第一個用它來測量電阻，所以人們習慣上就把這種電橋稱作了惠斯通電橋。
推論
電橋平衡時，檢流計所在支路電流為零，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兩點電勢相等，即 。因而有 I1R1=I2R3。
由於三個阻值已知，便可求得第四個電阻。測量時，選擇適當的電阻作為R1和R2，用一個可變電阻作為R3，令被測電阻充當R4，調節R3使電橋平衡，而且可利用高靈敏度的檢流計來測零，故用電橋測電阻比用歐姆表精確。
電橋不平衡時，G的電流IG與R1，R2，R3，R4有關。利用這一關係也可根據IG及三個臂的電阻值求得第四個臂的阻值，因此不平衡電橋原則上也可測量電阻。
在不平衡電橋中，G應從「檢流計』改稱為「電流計」，其作用不是檢查有無電流而是測量電流的大小。可見，不平衡電橋和平衡電橋的測量原理有區別。利用電橋還可測量一些非電學量。
在不平衡電橋中，可以通過KVL、KCL求解電流的大小。
試驗相關
用惠斯通電橋測電阻
摺疊實驗目的 1．熟悉用惠斯通電橋測電阻的原理。
2．掌握QJ19型箱式惠斯通電橋和AC15型直流復射式檢流計的使用方法。
摺疊實驗器材 QJ19型電橋、AC15型直流復射式檢流計、穩壓電源、電阻箱、導線若干。
摺疊實驗原理 惠斯通電橋原理圖 惠斯通電橋原理圖 惠斯通電橋是一種測量電阻的精密儀器，如圖所示，為其測量原理圖。
四個電阻連成四邊形，稱為電橋的四個臂。四邊形的一個對角線連有檢流計，稱為「橋」；四邊形的另一對角線接上直流電源。 R1、R2、R0、Rx為四個橋臂上的電阻，Rx為待測電阻，G為檢流計，E為直流電源，K為開關。各支路電流如圖中箭頭所示。
電源接通時，電橋線路中各支路均有電流通過。當BD兩點電勢不等時，橋路中的電流Ig≠0，檢流計的指針發生偏轉；當BD兩點之間的電勢相等時，橋路中的電流Ig=0，檢流計指針指零（檢流計的零點在刻度盤的中間），這時我們稱電橋平衡狀態。因此電橋處於平衡狀態時有：
Ig=0 UAB=UAD UBC=UDC
Ix=I0 I1=I2 Ix×Rx=I1×R1 I2×R2=I0×R0
於是可得：Rx/R0=R1/R2 即 Rx×R2=R0×R1
此式說明，電橋平衡時，電橋相對臂電阻的乘積相等。這就是電橋的平衡條件。
如果R1、R2和R0都是已知的，那麼可算出待測電阻Rx：Rx=(R1/R2)R0。
測量精度主要受檢流汁G和R1、R2及R0的精度的影響。
摺疊儀器描述 1．QJ19型單雙臂兩用電橋
QJ19型電橋是一種精密的電工儀器。當用作單臂電橋時，可測量10－2~166Ω的電阻；當作雙臂電橋時，可測量10-5~10-2Ω的電阻（在本實驗中只作單臂電橋使用）。
圖 6－2 QJ19型電橋面板及接線圖
圖6－2為QJ19型電橋的面板。K1~K4依次為「粗調」、「細調」、「短路」、「電源」這四個按鈕。測量時，應先按下K4並鎖住，再按下K1按鈕進行粗調，當檢流計指針指到「0」時，鬆開K1；最後，按下K2進行細調，直到檢流計指針指到「0」為止。當檢流計中電流較大或晃動較大時，應按下短路按鈕K3。R1、R2為比例臂，R為讀數臂，相當於可變電阻臂，R1、R2的大小可根據待測電阻RX的估計值由表6—1設定。端鈕1~10為接線鈕，在本實驗中，1、2接檢流計；3、4直接相聯；5、6接待測電阻；7、8空着；9、10接電源。這樣連接後的線路如圖6－2所示。
2．AC15型直流復射式檢流計
AC15型直流復射式檢流計又稱光點檢流計，其結構屬於電磁式。我們知道，光線射到平面鏡上後，如果鏡面轉過一微小的角度 ，則反射光線掃過的角度將是 。在線圈上附有一個小平面鏡，當微小的電流通過線圈時，在磁力矩的作用下線圈就會轉過一個很小的角度，這時一束燈光射到小平面鏡上，利用平面鏡的反射，就可以較明顯地讀出反射光線轉過的角度，從而測出微小電流強度。因此，光點檢流計的靈敏度很高。
圖6－3為AC15型直流復射式檢流計面板。J1為標盤（或刻度盤），J5為「零點調節」旋鈕，測量前須用此調零。J2為分流器旋鈕，檢流計不停地移動時，J2應置於「短路」，使光標儘快停止。測量時J2應從最低靈敏度「×0.01」開始，逐步調到「×1」檔。J4為輸入端鈕，J3為電流選擇開關。AC15型檢流計可用交流220V 或直流6V兩種電源供電，本實驗只用交流220V。
圖6－3 AC15型直流復射式檢流計
摺疊實驗步驟 1．仔細觀察各儀器面板，了解各旋鈕、按鈕的作用，對照圖6－2，熟悉整個測量電路。
2．檢查電橋，按鈕K1~K4應全部鬆開。檢查檢流計，後面板上電源插頭應插在交流220V處，前面板J3應置於交流220V處。
3．按圖6－2所示接好線路，接通穩壓電源。
4．接通檢流計電源，J1調到「直接」處，調J5使光點儘量靠近零點，然後調J1，使光點正好落在零點，此時J1、J5不可再動。
5．根據Rx的估計值，從表6－1上選擇R1、R2及電源電壓。再根據Rx的估計值由公式Rx =（R1 / R2 ）R推算出R值。
6．調節R1、R2、R及電源為上面所得的各數值，按下並鎖住K4。
7．檢流計的J2調到「×0.01」檔，按下K1（若檢流計光點偏轉不太大，可把K1鎖住，若光點左右偏轉較大，可按下K3）。調節R（應從大到小調節，即先調×100，再調×10），使光點最接近零點，鬆開K1。
8．依次把J2調到「×0.1」檔和「×1」檔，重複步驟7。
9．按下K2，調節R，使檢流計的光點儘量接近零點。
10．鬆開K2、K4，J2調到「短路」，讀出數值，並填入表6－2中。
11．改變Rx，重複步驟5~10，將各數值填入表6－2中。
12．拆除電路，按要求整理好儀器。
表6－1 比例臂及電源電壓對照表
Rx /Ω
比例臂電阻 /Ω
電源電壓 / V
R1
R2
102~103
102
102
3
103~104
103
102
6
104~105
104
102
10
105~106
104
10
20
摺疊數據記錄及處理 表6－2 待測電阻Rx 與R1 、 R2 及電源電壓表
估計值 /Ω
R1 /Ω
R2 /Ω
電源電壓 /V
R /Ω
測量值 /Ω
×102
×103
×104
×105
摺疊注意事項 調節時應先粗調，再進行細調，次序不能顛倒。
應用
惠斯通電橋是一種檢測電路，雖然它的結構簡單 ，但它的準確度和靈敏度都比較高，在醫學診斷和檢測儀器中有廣泛的應用。[2]
惠斯通電橋的測量靈敏度在科學研究,生產應用中都具有重大意義。惠斯通電橋在當代科學測量中的應用非常廣泛，同時也廣泛地被應用在自動控制中。
惠斯通電橋也廣泛應用在稱重檢測元件上等。