惠斯通电桥详解
惠斯通电桥原理说明
惠斯通电桥在学生实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。
伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I 和电阻两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。
电桥是用比较法测量电阻的仪器。
电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。
电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。
通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。
惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。
对于太小的电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。
惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。
1．惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图。
四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 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电源，称为电桥的“电源对角线”。
E 为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V 之间调节。
R保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。
限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。
电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。
当C 、D 两点之间的电位不相等时，桥路中的电流0≠g I ，检流计的指针发生偏转；当C 、D 两点之间的电位相等时，桥路中的电流0=g I ，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。
惠斯通电桥原理
惠斯通电桥原理惠斯通电桥是一种用来测量电阻、电感和电容的仪器，它是由英国物理学家惠斯通在19世纪提出的。
惠斯通电桥原理是基于电桥平衡条件的，即当电桥中的电流为零时，电桥两端的电压相等，这时可以通过改变电桥中的电阻、电感或电容来测量未知元件的电阻、电感或电容值。
在惠斯通电桥中，一般会有四个电阻，它们分别连接成一个平行四边形的电路。
其中两个电阻相连，称为比较电阻，另外两个电阻依次连接待测电阻和标准电阻。
此外，电桥中还有一个电流表和一个电压表，用来测量电桥中的电流和电压。
当电桥达到平衡状态时，电流表显示的电流为零，这时可以根据电桥中的电阻值和已知的电压来计算待测电阻的值。
同样的原理也适用于测量电感和电容。
惠斯通电桥原理的核心在于平衡条件，即电桥两端的电压相等。
当电桥中的电流为零时，可以得到以下平衡条件：\[ \frac{R_1}{R_2} = \frac{R_x}{R_3} \]其中，\( R_1 \) 和 \( R_2 \) 分别为比较电阻，\( R_x \) 为待测电阻，\( R_3 \) 为标准电阻。
通过改变比较电阻和标准电阻的值，可以使电桥达到平衡状态，从而计算出待测电阻的值。
除了用于测量电阻、电感和电容，惠斯通电桥还可以用于测量温度、压力等物理量。
例如，可以将温度敏感电阻作为待测电阻接入电桥中，通过测量电桥的平衡条件来计算温度值。
总的来说，惠斯通电桥原理是一种非常重要的电路原理，它在科学研究和工程技术中有着广泛的应用。
通过利用电桥原理，可以准确地测量各种未知元件的电阻、电感和电容值，为科学实验和工程设计提供了重要的手段和方法。
惠斯通电桥线路原理
惠斯通电桥线路原理
惠斯通电桥是一种用来测量电阻值的电桥线路，也被称为惠斯通电阻桥或惠斯通电阻仪。
它是由19世纪末英国物理学家惠斯通(Wheatstone)设计的，用于测量未知电阻的值。
惠斯通电桥是一个平衡桥，当桥达到平衡状态时，可通过测量各分支电流或电压来计算出未知电阻值。
```
电源
\R1/
---
/\
\R2/
未知电阻
---
/\
\R3/
```
电路中的元件可以使用电阻箱或任何其他可变电阻元件，分别代表已知电阻R1、R2和R3、未知电阻R可以是任意一个需要测量的电阻。
电源施加在电路的两个端点上，形成一个固定的电势差。
当电阻R值未知时，通过调整R1、R2和R3的电阻值，使电桥平衡。
电桥平衡时，表示电桥两个对角线的电势差为零，即没有电流通过这两个
对角线。
此时可以应用基尔霍夫定律进行计算。
基尔霍夫定律可以用来分析相互连接的电路中的电流分布。
根据基尔
霍夫定律，通过一个环路中各个分支的电流代数和为零。
在惠斯通电桥中，应用基尔霍夫定律可以得出如下方程:
R1/R2=R/R3
其中，R表示未知电阻的值。
通过上述方程，可以计算出未知电阻R的值。
总结起来，惠斯通电桥是一种用于测量未知电阻值的电桥线路。
通过
调整已知电阻的值，使电桥达到平衡状态，从而可以利用基尔霍夫定律计
算出未知电阻的数值。
惠斯通电桥的原理可以应用于测量电阻、检测电路
故障等各种应用场景中。
惠斯通电桥实验原理
惠斯通电桥实验原理惠斯通电桥实验是一种用于测量电阻的实验方法，由英国物理学家惠斯通于1843年发明。
它的主要原理是利用电桥的平衡条件来测量未知电阻值。
本文将详细介绍惠斯通电桥实验的原理和应用。
一、惠斯通电桥实验原理惠斯通电桥实验由四个电阻组成的电路组成，如图1所示。
其中，R1、R2为已知电阻，R3为待测电阻，R4为可变电阻，E为电源。
当电桥平衡时，有如下公式：R1/R2 = R3/R4其中，R1、R2、R4为已知电阻，R3为待测电阻。
通过改变R4的值，使电桥平衡，再根据公式计算R3的值，就可以测量出待测电阻的电阻值。
图1 惠斯通电桥实验电路二、惠斯通电桥实验的应用1.测量电阻值惠斯通电桥实验是用于测量电阻值的常用方法。
通过改变可变电阻R4的值，使电桥平衡，可以测量出待测电阻R3的电阻值。
这种方法比直接测量电阻值更为精确，特别适用于较小电阻值的测量。
2.测量电容值惠斯通电桥实验也可以用于测量电容值。
这时，电桥电路中的电阻要换成电容，如图2所示。
通过改变可变电容C4的值，使电桥平衡，可以测量出待测电容C3的电容值。
这种方法比直接测量电容值更为精确。
图2 惠斯通电桥实验测量电容电路3.测量电感值惠斯通电桥实验还可以用于测量电感值。
这时，电桥电路中的电阻要换成电感，如图3所示。
通过改变可变电感L4的值，使电桥平衡，可以测量出待测电感L3的电感值。
这种方法比直接测量电感值更为精确。
图3 惠斯通电桥实验测量电感电路三、惠斯通电桥实验的优缺点1.优点惠斯通电桥实验具有测量精度高、测量范围宽、操作简单等优点。
特别是对于较小电阻值、电容值、电感值的测量，比直接测量更为精确。
2.缺点惠斯通电桥实验的缺点是需要使用相对较高精度的电阻、电容、电感等元件。
另外，实验过程中需要进行多次调节，比较费时。
四、结语惠斯通电桥实验是一种常用的电阻、电容、电感测量方法，具有测量精度高、测量范围宽、操作简单等优点。
通过本文的介绍，希望读者能够更好地了解惠斯通电桥实验的原理和应用。
惠斯通电桥公式推导详解
惠斯通电桥公式推导详解
惠斯通电桥简介
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。
惠斯通电桥测电阻实验原理
惠斯通电桥测电阻实验原理
惠斯通电桥是一种测量电阻的方法，它可以用于测量电阻器的精
确电阻值，也可用于检测电路中的电阻值变化。
它的基本原理是利用
交流电桥平衡条件来测量未知电阻值的大小。
惠斯通电桥由四个电阻器和一部交流电源组成，其中两个电阻器
被称为比较电阻器，另外两个电阻器则被称为未知电阻器和可调电阻器。
通过调整可调电阻器的电阻值，使未知电阻器的电阻值与比较电
阻器相等，可达到平衡状态。
当平衡时，电桥的电路中没有电流流过，因此电桥的两端电势差
为零，相应地，比较电阻器中的电势差也为零。
由于比较电阻器已知，因此就可以求出未知电阻器的电阻值。
为了更精确地测量电阻值，通常会多次调整可调电阻器的电阻值
来寻找最佳平衡状态。
同时，还需要注意调整交流电源的频率和电压，以确保测量结果的准确性。
总的来说，惠斯通电桥是一种非常精准的电阻测量方法，它在科
学研究和工业生产中都有着广泛的应用。
在实验操作时，需要注意仪
器的正确连接和参数的调整，以确保获得准确的测量结果。
惠斯通电桥原理
惠斯通电桥在实验中,测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法;伏安法测量电阻的公式为R=U/I 测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流,除了电流表和电压表本身的精度外,还有电表本身的电阻,不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I 和电阻两端的电压U,不可避免存在测量线路缺陷;电桥是用比较法测量电阻的仪器;电桥的特点是灵敏、准确、使用方便,它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中;电桥可分为直流电桥、交流电桥,直流电桥可以用于测电阻,交流电桥可用于测电容、电感;通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量;惠斯通电桥属于直流电桥,主要用于测量中等数值的电阻101~106Ω;对于太小的电阻10-6~101Ω量级,要考虑接触电阻、导线电阻,可考虑使用双臂电桥；对于大电阻107Ω级,要考虑使用冲击检流计等方法;惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表,而实验室用检流计属于μΑ表,电桥的灵敏度要受检流计的限制; 1．惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图;四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 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电源,称为电桥的“电源对角线”;E 为线路中供电电源,学生实验用双路直流稳压电源,电压可在0-30V 之间调节;R 保护为较大的可变电阻,在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度;限流电阻用于限制电流的大小,主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度;电源接通时,电桥线路中各支路均有电流通过;当C 、D 两点之间的电位不相等时,桥路中的电流0≠g I ,检流计的指针发生偏转；当C 、D 两点之间的电位相等时,桥路中的电流0=g I ,检流计指针指零检流计的零点在刻度盘的中间,这时我们称电桥处于平衡状态;因此电桥处于平衡状态时有：于是210R R R R x =即102R R R R x = 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; 根据电桥的平衡条件,若已知其中三个臂的电阻,就可以计算出另一个桥臂电阻,因此,电桥测电阻的计算式为0021KR R R R R x ==1 电阻1R 、2R 为电桥的比率臂,x R 为待测臂,0R 为比较臂,0R 作为比较的标准,实验室常用电阻箱;由1式可以看出,待测电阻x R 由比率值K 和标准电阻0R 决定,比值K 可以作成10n ,这是成品电桥常用的方法;检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用,只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化则电阻的测量结果与检流计的精度无关,由于标准电阻可以制作得比较精密,所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高,大大优于伏安法测电阻,这也是电桥应用广泛的重要原因;2．电桥的灵敏度电桥是否达到平衡,是以桥路里有无电流来进行判断的,而桥路中有无电流又是以检流计的指针是否发生偏转来确定的,但检流计的灵敏度总是有限的,这就限制了对电桥是否达到平衡的判断；另外人的眼睛的分辨能力也是有限的,如果检流计偏转小于格则很难觉察出指针的偏转,为此,引入电桥灵敏度问题;先定义检流计的灵敏度S 为电流变化量gx I ∆所引起指针偏转格数n ∆的比值：gI nS ∆∆=检流计 2 定义电桥灵敏度为S ：在处于平衡的电桥里,若测量臂电阻x R 改变一个微小量x R ∆引起检流计指针所偏转的格数n ∆的比值：xR nS ∆∆=电桥 3 定义电桥相对灵敏度为S ：在处于平衡的电桥里,若测量臂电阻x R 改变一个相对微小量x x R R /∆引起检流计指针所偏转的格数n ∆的比值：0R R n R R n S xx ∆∆=∆∆=相对 4电桥的相对灵敏度有时也简称它为电桥灵敏度;相对S 越大说明电桥越灵敏,电桥的相对灵敏度相对S 与哪些因素有关呢将2式整理代入4式中:xg x R I R S S ∆∆••=检流计相对 5因gx I ∆和x R ∆变化很小,可用其偏微商形式表示xg x R I R S S ∂∂••=检流计相对 6经过推导参见附录电桥灵敏度的推导可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++++•=）（检流计相对x g x R R R R R R R R R ES S 0212102)( 7对上式的分析,可知：1电桥灵敏度相对S 与检流计灵敏度检流计S 成正比,检流计灵敏度越高电桥的灵敏度也越高;2电桥的灵敏度与电源电压E 成正比,为了提高电桥灵敏度可适当提高电源电压; 3电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值210R R R R x +++的增大而减小;随着xR R R R 021+的增大而减小;臂上的电阻值选得过大,将大大降低其灵敏度,臂上的电阻值相差太大,也会降低其灵敏度;根据以上分析,就可找出在实际工作中组装的电桥出现灵敏度不高、测量误差大的原因;同时一般成品电桥为了提高其测量灵敏度,通常都有外接检流计与外接电源接线柱;但是外接电源电压的选定不能简单为提高其测量灵敏度而无限制地提高,还必须考虑桥臂电阻的额定功率,不然就会出现烧坏桥臂电阻的危险;3.惠斯通电桥存在的系统误差及其消除方法我们考虑组成电桥的电阻元素的阻值不准所导致测量结果的误差,但阻值的不准确一般不会偏离太远,因此一般可以通过将比率臂电阻1R 、2R 选为标称值相同1R =2R ,比较臂0R 选高精度的电阻箱,然后调节比较臂0R 使电桥平衡,记为0R ;交换0R 和x R ,调节0R 使电桥平衡,记为'0R ;当电桥平衡时,交换前后有102R R R R x =和12'R R R R x =所以 '00R R R x = 8这样就避免了因比率臂电阻1R 、2R 电阻不准确带来的误差;当然从公式8中虽然没有比率臂电阻1R 、2R 的出现,但他们的数值大小将影响系统的灵敏度;4.检流计的保护检流计是一个μΑ表,能够通过的电流不能太大,而电流在刚接通的时候一般不知道电流的大小,通常可能超过检流计的量程而导致指针偏转超过边界甚至撞击损坏,为了保护检流计通常采用限流法如图1或分压法如图2控制;分压法的电压可以逐渐增加;在刚开始接通电路时为保护检流计,可以使电压输出较小；当调节电桥到接近平衡时可以将输出电压增加以提高灵敏度,同时也可以将检流计支路的保护电阻调至最小以提高灵敏度;限流法是通过电路中的电阻和电压的合理搭配来保护检流计;检流计的量程一般为几十到几百μΑ;而电路中的直流稳压电源电压一般可以调节到2V 左右,电阻箱ZX21一般可以达到100K Ω,因此电阻1R 和2R 可以采用ZX21电阻箱并调节到最大Ω;串联在检流计回路的保护电阻一般可以采用几千欧姆或更大的滑线电阻或电阻箱,在电路处于非平衡状态时将保护电阻调节到最大起保护检流计的作用；在电路接近平衡时,将保护电阻调节到最小,这时检流计回路的电阻为检流计本身的内阻,这样可以使检流计的电流最大以提高灵敏度,这时还可以适当提高电源电压来提高电桥的灵敏度,但要注意此时调节电阻使电桥平衡时一般只能调节电阻箱的低位电阻如果使用电阻箱有四位数据可以调节后两位,如果使用电阻箱有三位或两位可以调节后一位,但要时刻注意检流计的指针的变化不要超过边界;电桥灵敏度的推导： 如图1g R R gRx R I I I I I I -=-=210 911)(R I R R I R I R g g x Rx =++保护 10ABR R AB R x Rx U R I R I U R I R I =+=+221100 11将9式代入11式可得121200)()(R I U R R I R I U R R I g AB R g AB x Rx +=++=+ 12将9式后一个式子代入10式得x Rx R g g R I R I R R R I -=++121)(保护 13将12代入13式得x x g AB g AB g g R R R R I U R R R R I U R R R I 0012111)(++-++=++保护 14将14式经过整理得A I R R R R U g x AB =-)(201 15其中A 为我们考虑电桥在平衡位置一个微小变化;因而保护R =0,“限流电阻”也可以取为“0”;因此可以有)(021*********'x g x x x AB R R R R R R R R R R R R R R R R R A EU ++++++==）（ 16由于考虑到的是电桥在平衡位置一个微小变化,因而可以忽略x R 的微小变化对'A 的影响,因此我们可以把'A 当作常数;由15可得'201)(A R R R R E I x g -=17将17式对x R 求微分得'2AER R I xg =∂∂ 18 将18式代入6式中,得电桥灵敏度S 为'2AER R S S x ••=检流计相对 19最后经过整理得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡++++++•=）（检流计相对1)(1)(0211010210x g x R R R R R R R R R R R R R ES S 20利用公式1简化为。
惠斯通电桥详解课件
它利用平衡电路的原理，通过调 节桥臂电阻使电桥达到平衡状态 ，从而测量电阻值。
惠斯通电桥的应用场景
在物理实验中，惠斯通电桥常被用于 测量电阻值，验证电路理论。
在电子工程中，惠斯通电桥也广泛应 用于测量电子元件的电阻值，如晶体 管、电容、电感等。
惠斯通电桥的工作原理简述
当电桥达到平衡状态时，通过 比较四个桥臂的电阻值，可以 计算出被测电阻的阻值。
。
电阻匹配
在电桥平衡状态下，桥臂电阻应相等或呈一定比例关系。电阻匹配可以减小误差和提高 电桥的灵敏度。为了实现电阻匹配，可以采用适当的电路连接方式和电阻调整方法。
05
惠斯通电桥的误差分析
系统误差
01
02
03
电阻测量误差
由于电阻的精度和稳定性 问题，导致电桥平衡时的 电阻值存在误差。
电源电压误差
电源电压的波动或非理想 特性也会影响电桥的平衡 状态。
惠斯通电桥详解课件
目 录
• 惠斯通电桥简介 • 惠斯通电桥的组成 • 惠斯通电桥的平衡条件 • 惠斯通电桥的特性 • 惠斯通电桥的误差分析 • 惠斯通电桥的实际应用
01
惠斯通电桥简介
惠斯通电桥的定义
01
惠斯通电桥是一种测量电阻的电 路装置，由四个桥臂组成，通过 比较桥臂电阻的变化来测量电阻 值。
误差传递
重复测量
在电桥平衡方程中，系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ差和随机 误差会传递并影响最终的测量结果。
通过多次重复测量并取平均值，可以 减小随机误差的影响。
误差控制
通过提高测量设备的精度、稳定电源 电压、减小环境温度变化等措施，可 以减小误差的影响。
06
惠斯通电桥的实际应用
在电学测量中的应用
惠斯通电桥介绍课件
谢谢
惠斯通电桥应用领域
01
测量电阻：惠斯通电桥是测量电阻的重要工具，广泛应用于电子、电气等领 域。
02
温度测量：惠斯通电桥可以用于温度测量，通过测量电阻的变化来计算温度。
03
压力测量：惠斯通电桥可以用于压力测量，通过测量电阻的变化来计算压力。
04
流量测量：惠斯通电桥可以用于流量测量，通过测量电阻的变化来计算流量。
发展趋势
惠斯通电桥在测量 领域中的应用越来 越广泛，如温度、 压力、流量等参数
的测量。
随着科技的发展， 惠斯通电桥的测量 精度不断提高，可 以满足更高精度的
测量需求。
惠斯通电桥与其他 测量技术的融合， 如传感器技术、信 号处理技术等，可 以提高测量性能和
扩展应用领域。
惠斯通电桥的数字 化和智能化发展， 可以实现远程控制 和自动测量，提高 测量效率和降低人
误差的影响
消除环境干扰：尽量
在无干扰的环境中进
行测量，避免温度、
2
湿度等环境因素对测
量结果的影响
3
正确操作：严格按
照操作规程进行测
量，避免人为操作
失误导致的误差
惠斯通电桥发展趋 势
技术进步
01
传感器技术的发展：提高了惠斯通电桥的
测量精度和稳定性
02
数字信号处理技术的应用：实现了惠斯通电
桥的自动化、智能化和网络化
04
惠斯通电桥具 有较高的测量 精度和稳定性， 广泛应用于电 子测量领域
惠斯通电桥工作原理
01 惠斯通电桥是一种用于测量电阻的电路
02 主要由四个电阻组成，其中两个电阻为已知电阻，另 外两个电阻为待测电阻
03 惠斯通电桥通过比较两个已知电阻和两个待测电阻的 电压和电流，从而计算出待测电阻的值
惠斯通电桥概念
惠斯通电桥概念在学生实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。
伏安法测量电阻的公式为R=U/I （测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I 和电阻两端的电压U ，不可避免存在测量线路缺陷。
电桥是用比较法测量电阻的仪器。
电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。
电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。
通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。
惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。
对于太小的电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。
惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。
1．惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图。
四个电阻R 0、R 1、R 2、R x 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电源，称为电桥的“电源对角线”。
E 为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V 之间调节。
R 保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。
限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。
电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。
当C 、D 两点之间的电位不相等时，桥路中的电流0≠g I ，检流计的指针发生偏转；当C 、D 两点之间的电位相等时，桥路中的电流0=g I ，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。
什么是惠斯通电桥？详解惠斯通电桥工作原理
什么是惠斯通电桥？详解惠斯通电桥工作原理更新时间: 2021-12-03阅读量：16773在模拟电子世界中，我们会遇到各种信号，其中一些是通过电阻变化来测量的，而另一些是通过电感和电容的变化来测量的。
如果我们考虑电阻，大多数工业传感器，如温度、应变、湿度、位移、液位等，都会产生相应数量的等效变化的电阻值变化。
因此，需要为每个基于电阻的传感器进行信号调节。
例如，我们能想到的最简单的设备是光敏电阻器或LDR。
顾名思义，LDR是一种常见的电子元器件，其电阻会根据落在其上的光量而变化。
一般来说，电阻测量分为三种：（1）低电阻测量。
（2）中等电阻测量。
（3）高阻测量。
如果电阻测量可能从几微欧到毫欧，那么它被认为是低电阻测量。
这种测量实际上用于研究目的。
如果测量从1欧姆到几百KΩ，则通常称为中等电阻测量。
普通电阻器、电位器、热敏电阻等的测量属于这一类。
非常高的电阻测量被认为是从几兆欧到大于100兆欧。
为了找到电阻的中间值，使用了不同的方法，但主要使用惠斯通电桥。
一、什么是惠斯通电桥？桥接网络或电路是最流行和最流行的电气工具之一，通常用于测量电路、传感器电路、开关电路以及振荡器。
惠斯通电桥是最常见、最简单的电桥网络/电路之一，可用于非常精确地测量电阻。
但通常惠斯通电桥与传感器一起使用来测量物理量，如温度、压力、应变等。
惠斯通电桥用于在传感器中测量电阻的微小变化的应用。
这用于将电阻的变化转换为换能器的电压变化。
该电桥与运算放大器的组合在工业中广泛用于各种传感器和传感器。
例如，热敏电阻的电阻在温度变化时会发生变化。
同样，应变计在受到压力、力或位移时，其电阻会发生变化。
根据应用的类型，惠斯通电桥可以在平衡条件或非平衡条件下运行。
惠斯通电桥由四个电阻器（R1、R2、R3和R4）组成，它们以菱形连接，直流电源连接在电路的顶部和底部点（电路中的C和D）之间。
钻石和输出跨越其他两端（电路中的A和B）。
该电桥用于通过将未知电阻与已知电阻值进行比较来非常精确地找到未知电阻。
电阻桥(惠斯通电桥)分析及应用
电阻电桥(惠斯通电桥)分析及应用1. 电阻桥定义解释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。
其电路形式如下图所示。
在电桥中有三个电阻阻值是固定的分别为R1，R2，R3，第四个电阻是可变的为Rx，Rx发生变化时，图中B,D两点之间的电压发生变化，通过采集电压的变化就可以知道环境中物理量的变化，而从实现测量的目的。
下面举例介绍电桥电路的计算方式。
2. 电阻桥相关计算假设流过R1，R2桥臂的电流为I1，流过R3，Rx桥臂的电流为I2，电桥供电电压为VCC，如下图所示。
通过欧姆定律可以计算出每个电阻两端的电压。
在R1和R2这两个桥臂上，R1，R2将VCC电压分压，R2电阻两端得到的电压即为V1；在R3和Rx这个桥臂上，R3，Rx将VCC电压分压，R3电阻两端得到的电压即为V2。
下面分别用欧姆定律计算V1和V2。
流过电阻R1和R2的电流I1:R2两端的电压V1：流过电阻R3和Rx的电流I2:R3两端的电压：V1和V2的电压差：由此可以看出：1.如果4个电阻都相等，即R1=R2=R3=Rx，那么ΔV=0，即电桥处于平衡状态；2.Rx发生变化会导致△V发生变化；3.电阻桥的应用在实际使用中，我们通常将其中三个电阻值固定，而将另外一个电阻换成热敏电阻、压敏电阻、PT100等，这时候就可以用电桥来测物理量了。
如果将PT100接入电桥，随着环境温度的变化，PT100的阻值发生变化导致ΔV发生变化，将差分电压ΔV通过差分运放放大后进入单片机的AD采样，再对照PT100的电阻-温度对应表就可以知道当前环境的温度了。
惠斯通电桥电路的连接情况及电桥平衡条件
惠斯通电桥电路的连接情况及电桥平衡条件
惠斯通电桥是一种由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。
一电流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。
接下来，为大家详细说下惠斯通电桥是什么意思和惠斯通电桥平衡条件。
一、惠斯通电桥是什么意思
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。
二、惠斯通电桥平衡条件
电桥相对臂电阻的乘积相等，即通过桥路的电流等于零，也就是说，检流计指针指示零。
四个电阻R1.R2.R3.Rx连成四边形，称为电桥的四个臂。
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。
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。
惠斯通电桥概述
惠斯通电桥概述
惠斯通电桥
惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化，应变片的电
阻变化就用该电路来测量。
如图1所示，惠斯通电桥由四
个同等阻值的电阻组合而成。
如果
:
或
则无论输入多大电压，输出电压总为0，这种状态称为
平衡状态。
如果平衡被破坏，就会产生与电阻变化相对应
的输出电压。
如图2所示:
将这个电路中的R1与应变片相连，有应变（形变）产
生时，记应变片电阻的变化量为ΔR ，则输出电压的计算公
式如下所示
:
，即：
上式中除了ε均为已知量，所以如果测出电桥的输出
电压就可以计算出应变的大小。
图
1
图2
双应变片法（半桥）
如图3,4所示，在电桥中连接了两枚应变片，共有两种联入方法。
图
3
图4 四条边中有两条边的电阻发生变化，根据上面的四应变片法的算法可得输出电压的公式。
图3为：
或
图4为：
或
也就是说当联入两枚应变片时，根据联入方式的不同，两枚应变片上产生的应变或加或减。
四应变片法（全桥）
四应变片法是桥路的四边全部联入应变片，在电子
行业的应变测量中不经常使用，但常用于桥梁、建筑中，
如下图所示。
当四条边上的应变片的电阻分别引起如R1+ΔR1、
R2+ΔR2、R3+ΔR3、R4+ΔR4的变化时：
若四枚应变片完全相同，比例常数为K，且应变分别为ε1、ε2、ε3、ε4,则上面的式子可写成下面的形式:。
惠斯通电桥测的原理与使用
惠斯通电桥测的原理与使用惠斯通电桥是一种测量电阻的仪器，利用电桥平衡原理来测量未知电阻的数值。
电桥由四个电阻、一个电源和一个悬浮测量指示器组成。
在使用电桥之前，需要先了解电桥的工作原理和使用方法。
电桥的工作原理是基于平衡条件：当两个平行电阻的比例与两个相互垂直的平行电阻的比例相等时，电桥平衡。
电桥平衡时，悬浮测量指示器的指针会指向零点。
使用电桥时，首先将未知电阻和标准电阻两端分别接到电桥的两个相邻节点上，并将电源接入电桥电路。
接下来，依次调整电桥上的两个可变电阻，使得悬浮测量指示器的指针指向零点。
此时，根据电桥平衡条件，可以推导出未知电阻与标准电阻之间的比值，从而计算出未知电阻的数值。
电桥测量的精度与四个电阻的值有关。
通常，电桥中的三个电阻是已知的，其中包括两个已知固定电阻和一个可调电阻。
第四个电阻是待测量的未知电阻。
为了提高测量的精度，通常会使用滑线电阻箱来调节已知电阻的值，直到悬浮测量指示器指针显示平衡状态。
电桥中的电源可以是任何稳定的直流电源，它为电桥提供所需的电流。
电源电压需要根据电桥中电阻的大小合理选择，以确保电桥的正常工作。
除了测量电阻，惠斯通电桥还可以用于测量电感和电容。
对于电感测量，需要将待测电感与已知电感放在电桥的两个相邻节点上，通过调整电桥的调节电阻，使得悬浮测量指示器的指针指向零点，从而可以计算出待测电感的数值。
对于电容测量，需要将待测电容与已知电容放在电桥的两个相邻节点上，通过调节电桥的调节电阻，使得悬浮测量指示器的指针指向零点，从而可以计算出待测电容的数值。
总的来说，惠斯通电桥是一种简单而有效的测量电阻、电感和电容的仪器。
它采用平衡原理，通过调节电桥中的电阻，使得悬浮测量指示器的指针指向零点，从而测量未知电阻、电感和电容的数值。
在实际应用中，电桥可以根据需要进行调整和改进，以适应不同范围和精度的测量要求。
惠斯通电桥简单解释
惠斯通电桥简单解释
嘿，朋友！你知道惠斯通电桥不？这玩意儿可神奇啦！
想象一下，有四个电阻，就像四个小伙伴，它们手牵手站成了一个特殊的队形。
这就是惠斯通电桥啦！其中两个电阻是一组，另外两个
电阻又是一组，它们就这么相互对峙着。
咱给这四个电阻通上电，电流就像个调皮的小孩子，在里面跑来跑去。
这时候，神奇的事情发生了！如果这两组电阻的比例恰到好处，
就像两个好朋友配合得无比默契，那中间的那根线，也就是所谓的“桥”上，居然几乎没有电流通过！这不是很奇妙吗？你说这是不是就像一
场神奇的魔法表演！
比如说，你看啊，就像在一个团队里，每个人都有自己的角色和任务，如果大家都能完美配合，那整个团队就能高效运作，不会有什么
阻碍，这不就和惠斯通电桥一样嘛！
惠斯通电桥在很多地方都大有用处呢！它可以用来非常精确地测量电阻。
你想想，在一些需要高精度的场合，比如科学实验、电子设备
制造中，它能帮我们准确地知道某个电阻的阻值，这可太重要啦！
而且哦，它还能检测电路中的故障呢！就像一个侦探，能敏锐地发现哪里出了问题。
哎呀，惠斯通电桥可真是个厉害的家伙！
总之，惠斯通电桥虽然看起来有点复杂，但其实理解起来也不难嘛！它就像一个隐藏在电路世界里的小秘密，一旦你发现了它，就会感叹
它的神奇和有用！怎么样，现在是不是对惠斯通电桥有了更清楚的认
识啦？。
惠斯登电桥的原理
惠斯登电桥的原理引言：电桥是一种常见的电子测量仪器，其中最著名的就是惠斯登电桥。
惠斯登电桥是由英国物理学家奥利弗·约瑟夫·惠斯登于1833年发明的，它利用电阻的变化来测量电流、电压或电阻的比例关系。
本文将详细介绍惠斯登电桥的原理及其在实际应用中的重要性。
一、惠斯登电桥的原理惠斯登电桥是由四个电阻和一个校准电阻组成的电路，通常呈菱形排列。
其中一个电阻为未知电阻，另一个为校准电阻，而另外两个电阻则为已知电阻。
电桥的基本工作原理是利用电压分压规律和电流分流规律来测量未知电阻。
惠斯登电桥的核心原理是平衡条件，即电桥中的电流为零。
当电桥中的电流为零时，可通过调节已知电阻的大小，来计算未知电阻的值。
具体来说，惠斯登电桥的平衡条件可以通过以下公式表示：R1/R2 = R3/R4其中，R1和R2为已知电阻，R3为未知电阻，R4为校准电阻。
当电桥平衡时，已知电阻和未知电阻的比例关系可以通过校准电阻的大小来确定。
二、惠斯登电桥的应用惠斯登电桥的应用非常广泛，下面将介绍它在各个领域中的具体应用。
1. 物理实验室中的应用惠斯登电桥常常用于物理实验室中的电阻测量。
通过调节已知电阻和校准电阻的比例关系，可以精确测量未知电阻的值。
这对于物理实验中的电路分析和研究非常重要。
2. 工程领域中的应用在工程领域中，惠斯登电桥常用于测量电阻的变化。
例如，在电路板的设计和制造过程中，电阻的准确测量是非常重要的。
通过使用惠斯登电桥，工程师可以快速、准确地测量电阻的值，确保电路板的质量。
3. 医学领域中的应用惠斯登电桥在医学领域中也有广泛的应用。
例如，在心脏监护仪中，电桥可以用于测量心脏的电阻变化，以监测心脏的健康状况。
此外，惠斯登电桥还可以用于测量体内的电阻变化，例如测量皮肤的电阻来评估一个人的健康状态。
4. 科学研究中的应用惠斯登电桥在科学研究中也扮演着重要的角色。
例如，在物理学和化学学科中，电桥可以用于测量各种物质的电阻变化，以研究它们的特性和性质。
惠斯通电桥测电阻的实验原理
惠斯通电桥测电阻的实验原理1. 引言在电学实验中，测量电阻是一个非常常见的实验任务。
为了更准确地测量电阻，科学家们发明了各种测量电阻的方法和仪器。
其中，惠斯通电桥是一种常用且精确的测量电阻的方法之一。
本文将详细探讨惠斯通电桥的实验原理及其应用。
2. 惠斯通电桥的基本原理惠斯通电桥是基于电桥原理的一种测量电阻的方法。
电桥原理是指：当一个电桥平衡时，桥上的电流为零，此时可以利用电桥的各个分支间的电压关系来计算未知电阻的值。
惠斯通电桥由四个分支组成，其中两个分支为已知电阻，另外两个分支为未知电阻。
通过调节已知电阻和未知电阻，使得电桥平衡，然后通过测量电流和电压值，可以计算出未知电阻的值。
3. 惠斯通电桥的组成惠斯通电桥由以下几部分组成： ### 3.1 电源电源用于提供恒定的电流供电。
常用的电源有直流电源和交流电源两种，选择适当的电源类型取决于实验需求。
3.2 桥臂桥臂是电桥的四个分支，其中两个为已知电阻分支（通常称为标准电阻R1和R2），另外两个为未知电阻分支（通常称为待测电阻Rx和变阻器R3）。
3.3 操作元件操作元件包括两个用于调节电阻值的组件：变阻器和键盘。
变阻器用于调节R3的电阻值，从而使得电桥平衡；键盘用于记录电桥平衡时的电阻值。
3.4 电流检测元件电流检测元件通常是一个毫伏表，用于测量电桥平衡时流过已知电阻上的电流。
3.5 电压检测元件电压检测元件通常是一个伏特表，用于测量电桥平衡时各个分支间的电压差。
4. 惠斯通电桥的使用步骤使用惠斯通电桥测量未知电阻的步骤如下： ### 4.1 连接电桥电路按照图示将电桥的各个分支正确连接起来。
需要注意的是，需要确保电桥的两个已知电阻和两个未知电阻位于不同分支，并且电流检测元件位于已知电阻分支上。
4.2 调节桥臂电阻根据实际情况，先调节已知电阻的值，使得电桥大致平衡。
然后，再调节变阻器的值，逐步精确调节电桥，直到电流检测元件显示的电流为零。
4.3 记录电桥平衡时的电阻值当电桥平衡时，记录已知电阻和未知电阻的电阻值。
惠斯通电桥
惠斯通电桥实验目的1. 掌握惠斯通电桥的原理，并通过它初步了解一般桥式线路的特点。
2. 学会使用惠斯通电桥测量电阻。
却仪器QJ23型电桥，电阻箱，检流计，滑线变阻器，直流稳压电源等。
轴原理前而我们介绍的伏安法测量电阻，其精度不够高。
这一方而是由于线路本身存在缺点， 另一方而是由于电压表和电流表本身的精度有限。
所以，为了精确测S 电阻，必须对测量线 路加以改进。
惠斯通电桥（也称单臂电桥）的电路如 图4—5 — 1所示，四个电阻&、Rs Rh> Rx 组成一个四边形的回路，每一边称作电桥的 “桥臂”，在一对对角AD 之间接入电源，而 在另一对角BC之间接入检流计，构成所谓 “桥路”。
所谓“桥”本身的意思就是指这条 对角线BC 而言。
它的作用就是把“桥”的 两端点联系起来，从而将这两点的电位直接 进行比较。
B 、C 两点的电位相等时称作电 桥平衡。
反之，称作电桥不平衡。
检流计是 为了检查电桥是否平衡而设的，平衡时检流 计无电流通过。
用于指示电桥平衡的仪器， 除了检流计外，还有其它仪表，它们称为“示零器”。
当电桥平衡时，B 和C 两点的电位相等，故有(4-5-2)所以可得 或 这个关系式是由“电桥平衡”推出的结论。
反之，也可以由这个关系式推证出“电桥平 衡”来。
因此（4-5-3）式称为电桥平衡条件。
如果在四个电阻中的三个电阻值是已知的，即可利用（4-5-3）式求出另一个电阻的% %由于平衡时儿=0.所以“BD = *1） C 间相当于断路，故有(4-5-1) (4-5-3) (4-5-4) l I D阻值。
这就是应用惠斯通电桥测量电阻的原理。
上述用惠斯通电桥测量电阻的方法，也体现了一般桥式线路的特点，现在重点说明它的几个主要优点：（1）平衡电桥采用了示零F —根据示零器的“零”或“非零”的指标，即可判断电桥是否平衡而不涉及数值的大小。
因此，只须示零器足够灵敏就可以便电桥达到很高灵敏度，从而为提高它的测量精度提供了条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验六 惠斯通电桥
Experiment 6 Wheatstone bridge
大连民族学院大学物理实验教学中心
电桥电路在电学中是一种很基本的电路。 利用电桥平衡原理构成的电测仪器，不仅 可以测电阻，也可以测电容、电感，并可 通过这些物理量的测量来间接测量非电学 量，例如温度、压力等，因此电桥电路在 自动化仪表和自动控制中有着广泛的应用 。
实验原理
电桥平衡的条件是B，D
两点电位相等 ，即
I1R1 I 2 R2 , I x Rx I s Rs
又 I1 I x , I2 Is
所以有
Rx
R1 R2
Rs
令M=R1/R2，称为“倍率”,用M表示，则式（2）可写为
Rx=M·Rs。因此当电桥调平衡后，只要读出M和Rs值，待测 电阻Rx便可得到。
别调整四个比较臂旋钮，直至检 流计指针基本指零，放开“G1” ， 随即再按下“G0” ，再次调整四 个比较臂旋钮，，直至检流计指 针指零为止。 4. 操作时应注意，按钮的顺序是
先按B后接G，先放G后放
实验任务及操作步骤
1、按实验室提供的自组电桥板及有关器件按图 2 连接线路，组装惠斯通电桥，并用它来测量未 知电阻 。
明，在电桥平衡时有
n
n
Rx
Rs
Rx
Rs
所以上式可写成： S n Rs Rs
箱式电桥介绍
1.将被测电阻连接在X1和X2两 个 端钮间。 2.估测被测电阻之近似值，将倍 率旋钮和比较臂旋钮旋至适当档 位。并调整检流计上的零位调节 器，使检流计指针停在零线上。
3.按下按钮“B0”和“G1” ，分
2、测电桥相对灵敏度。电桥调平衡后，将Rs改 变一微小量±ΔRs，记下检流计指针向左右分别
偏转的格数 。 3、用箱式电桥测未知电阻 。
自组电桥
待测电阻 标称值
数据记录表格
倍率M(R1/R2) Rs ΔRs
n1 n2 Rx
Rx1
470
Rx2
3K/3K3
Rx3
20K
箱式电桥
待测电阻 Rx1
标称值 470
Rx2
3K
Rx3
20K
1 1 1
倍率C 0.1 1 10
表盘读数Rs
Rx
数据处理
自组电桥：待测电阻Rx的相对不确定度
本装置
U Rx Rx
R1 R1
2
R2 R2
2
Rs Rs
2
0.2 S2 R1 R2 2%, Rs 0.1%, S 待测
实验目的:
1.掌握惠斯通电桥测量电阻的基本方法。 2.掌握自组惠斯通电桥的基本原理。
实验原理
R1，R2是已知标准电阻 ； Rs是可变标准电阻； Rx是被测电阻 B，D间接检流计。接通电
路后，检流计一般不示零，
说明B，D两点电位不相等， 通过调节Rs，使检流计中无 电流通过（IK=0），此时电
达到平衡。
电桥相对灵敏度
检流计偏转一格相当于被测电阻的相对变化为 1S。例如
S=50（格），则当Rx改变=2%时，检流计可以有一格的偏
转。通常观测者可以察觉出0.2格的偏转，这就是说，由于检
流计灵敏度的因素所带来的测量误差RX 1 0.2 0.4
RX S
在一般情况下，Rx是固定电阻，阻值不能改变。可以证
R1 R2
Rs
结果表达式
R
Rx
(1
U Rx Rx
100 00)
实验线路图
电源电压:3V 470Ω ,30mA; 3KΩ,10mA; 20 KΩ,10mA;