知识分享 | 惠斯通电桥的基本原理和理论
通过与已知电阻比较来确定电阻绝对值
测定电阻的相对变化
后一种方法用于应变技术。它可以测定应变片电阻的相对变化，通常精度可达 10 -4到10 -2Ω/Ω。
下面的图片显示了惠斯通电桥的两种不同的电气连接图，但实质上是完全相同的：图a)显示了通常使用惠斯登电桥的菱形连接，图b)是相同电路，这对于未经过电气训练的人来说，将更清楚。
惠斯通电桥的四个桥臂或分支由电阻R1至R4组成。桥的角点2和3为桥路激励电压Vs;角点1和4为电桥输出电压V0 - 即测量信号。
注意：对桥路组件和连接没有普遍接受的规则。在现有的文献中，有各种各样的名称，并反映在桥路方程中。因此，为了避免误解，必须考虑方程中使用的名称以及它们在桥路中的位置。
如果供电电压 Vs 被施加到电桥角点2和3，那么供电电压被 R1, R2 和 R4, R3 分成两个半桥，即每个半桥形成一个分压器。由于 R1, R2 和 R3, R4 的电阻电压不同，电桥可能不平衡。 计算如下：
对于应变测量，电阻 R1 和 R2 在惠斯登电桥中必须相等。这同样适用于 R3 和 R4。
通过一些假设和简化，可以确定以下等式（在HBM 参考书“使用应变片进行测量的介绍”中给出了进一步的解释）：
方程式假设桥臂中的所有电阻都改变了。例如，这种情况通常发生在传感器测试应用中。在实验应力测试中，这种情况几乎不存在，因为通常只有一部分桥臂采用应变片，其余部分由桥接电阻组成。一般称为四分之一桥，半桥，双四分之一或斜桥和全桥。
根据不同测量任务，测量点上会使用一个或多个应变片。例如全桥、半桥或四分之一桥等表示，实际上它们是不正确的。事实上，测量电路总是完整的，由应变片或含有应变片的试样以及固定电阻来组成；传感器通常要比实验应力测试有更严格的精度要求。一般来说，传感器在所有四个桥臂上都采用应变片（全桥电路）。
如果需要消除各种干扰，应采用全桥或半桥电路进行应力分析。非常重要的是，不同应力状况是有明显区别的，例如压向或拉向，以及弯曲、剪切或扭转应力等。
下表显示了应变片的几何位置、桥路类型和桥路系数B对额定力、弯矩、扭矩和温度的依赖性。每个例子中小表描述的是每种影响量指定的桥路系数B。该方程用于计算输出信号V0/VS的有效应变。
注意：假设圆柱轴用于扭矩测量，如13, 14和15。由于对称性的原因，允许在x和y方向弯曲。同样也适用于矩形或矩形截面的杆件。
符号解释：
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