惠斯通电桥(Wheatstone Bridge)是一种经典的电路测量设备,用于精确测量未知电阻器的电阻值。其工作原理基于电桥平衡原理,通过调节电桥中的各个分支上的元件值,使电桥输出电压为零,从而实现对待测元件的准确测量。
惠斯通电桥由四个电阻组成,通常称为电桥的四个臂:R1、R2、R3和Rx(待测电阻)。在电桥的对角线A和C之间连接电源,在另一对角线B和D之间接入检流计G。
当电桥平衡时,满足以下关系:R1/R2 = R3/Rx。通过调节可变电阻R2或Rx,使得B和D两点的电势相等,此时电桥达到平衡状态,检流计G中无电流通过。
惠斯通电桥的工作原理还可以应用于其他场合,例如称重模块中。在这种情况下,惠斯通电桥利用电阻应变片的压阻效应,将物体重量转换为电信号。
需要注意的是,导线电阻会随着温度的变化而变化,这是由于导线材料的电阻温度系数引起的。因此,当环境温度变化时,导线电阻也会相应变化,从而影响测量结果。三线制接法的主要目的是消除连接导线电阻对测量结果的影响。
总之,惠斯通电桥通过比较两个电路分支之间的电势差来确定未知元件的值,具有高精度和灵敏度,广泛应用于各种电阻测量和物理量测量中。