在模擬電子世界中，我們會碰到各類訊號，其中一些是通過阻值變化來檢測的，而另一些是通過電感和電容的變化來檢測的。假如我們考慮阻值，大多數工業傳感大學物理實驗惠斯通電橋，如氣溫、應變、濕度、位移、液位等，就會形成相應數目的等效變化的阻值值變化。為此，須要為每位基于內阻的傳感進行訊號調節。
比如，我們能想到的最簡單的設備是光敏內阻器或LDR。顧名思義，LDR是一種常見的電子元元件，其內阻會依據落在其上的光量而變化。
通常來說，內阻檢測分為三種：
（1）低阻值檢測。
（2）中等內阻檢測。
（3）高阻檢測。
假如內阻檢測可能從幾微歐到毫歐，這么它被覺得是低內阻檢測。這些檢測實際上用于研究目的。假如檢測從1歐姆到幾百KΩ，則一般稱為中等內阻檢測。普通內阻器、電位器、熱敏內阻等的檢測屬于這一類。
特別高的阻值檢測被覺得是從幾兆歐到小于100兆歐。為了找到內阻的中間值，使用了不同的方式，但主要使用惠斯通電橋。
一、什么是惠斯通電橋？
橋接網路或電路是最流行和最流行的電氣工具之一，一般用于檢測電路、傳感器電路、開關電路以及振蕩器。
惠斯通電橋是最常見、最簡單的電橋網路/電路之一，可用于特別精確地檢測內阻。但一般惠斯通電橋與傳感一起使用來檢測化學量，如氣溫、壓力、應變等。
惠斯通電橋用于在傳感中檢測阻值的微小變化的應用。這用于將阻值的變化轉換為換能器的電流變化。該電橋與運算放大器的組合在工業中廣泛用于各類傳感和傳感。
比如，熱敏內阻的內阻在室溫變化時會發生變化。同樣，應變計在遭到壓力、力或位移時，其內阻會發生變化。按照應用的類型，惠斯通電橋可以在平衡條件或非平衡條件下運行。
惠斯通電橋由四個阻值器（R1、R2、R3和R4）組成，它們以矩形聯接，直流電源聯接在電路的底部和頂部點（電路中的C和D）之間。磚石和輸出跨越其他兩端（電路中的A和B）。
該電橋用于通過將未知內阻與已知內阻值進行比較來特別精確地找到未知內阻。在此橋中，使用Null或條件來查找未知內阻。
為了使該橋處于平衡狀態，A點和B點的輸出電流必須等于0。從上述電路中：
在以下情況下，橋梁處于平衡狀態：
VOUT=0V
為簡化上述電路的剖析，我們重新勾畫如下：
現今，對于平衡條件，內阻器R1和R2兩端的電流相等。假如V1是R1兩端的電流，V2是R2兩端的電流，則：
V1=V2
類似地，內阻器R3（讓我們稱其為V3）和R4（讓我們稱其為V4）兩端的電流也相等。所以，
V3=V4
電流比可以寫成：
V1/V3=V2/V4
依照歐姆定理，我們得到：
I1R1/I3R3=I2R2/I4R4
因為I1=I3和I2=I4，我們得到：
R1/R3=R2/R4
從前面的方程，假若我們曉得三個內阻的值，我們就可以很容易地估算出第四個內阻的內阻。
二、計算內阻的取代方式
從重新勾畫的電路中，假如VIN為輸入電流，則A點電流為：
VIN(R3/(R1+R3))
同樣，B點的電流為：
VIN(R4/(R2+R4))
對于要平衡的電橋，VOUT=0。但我們曉得VOUT=VA–VB。
所以大學物理實驗惠斯通電橋，在平衡橋條件下，
VA=VB
使用前面的等式，我們得到：
VIN(R3/(R1+R3))=VIN(R4/(R2+R4))
對上述方程進行簡單操作后，我們得到：
R1/R3=R2/R4
從前面的方程，假若R1是一個未知的內阻器，它的值可以從R2、R3和R4的已知值估算下來。一般，未知值稱為RX而且在三個已知內阻中，一個內阻（在上述電路中主要是R3）一般是稱為RV的可變內阻。
三、使用平衡惠斯通電橋查找未知內阻
在前面的電路中，讓我們假定R1是一個未知內阻。所以，讓我們稱它為RX。內阻器R2和R4具有固定值。這意味著，百分比R2/R4也是固定的。如今，按照前面的估算，要創建平衡條件，內阻的百分比必須相等，即，
RX/R3=R2/R4
因為百分比R2/R4是固定的，我們可以很容易地調整另一個已知的內阻器(R3)來實現上述條件。為此，重要的是R3是可變內阻器，我們稱之為RV。
而且我們怎樣測量平衡條件呢？這是可以使用電壓計（舊式電壓表）的地方。通過將電壓計置于A點和B點之間，我們可以測量到平衡條件。
將RX放在電路中，調整RV直至電壓計指向0。此時，記下RV的值。通過使用以下公式，我們可以估算未知內阻RX。
RX=RV(R2/R4)
四、不平衡惠斯通電橋
假如上述電路中的VOUT不等于0（VOUT≠0），則稱惠斯通為不平衡惠斯通電橋。一般，不平衡惠斯通電橋一般用于檢測不同的化學量，如壓力、溫度、應變等。
因此，傳感必須是阻值型的，即傳感的內阻在其檢測的量（氣溫、應變等）發生變化時相應地發生變化。取代上面內阻估算示例中的未知阻值，我們可以聯接傳感。
五、用于室溫檢測的惠斯通電橋
如今讓我們瞧瞧怎樣使用不平衡惠斯通電橋檢測體溫。我們將在這兒使用的傳感稱為熱敏內阻，它是一種氣溫相關的阻值器。按照熱敏內阻的氣溫系數，氣溫的變化將降低或減輕熱敏內阻的阻值。
結果，橋VOUT的輸出電流將變為非零位。這意味著輸出電流VOUT與氣溫成反比。通過校驗電流表，我們可以按照輸出電流顯示氣溫。
六、用于應變檢測的惠斯通電橋
惠斯通電橋最常用的應用之一是應變檢測。應變計是一種內阻隨壓力、力或應變等機械誘因成比列變化的設備。
一般，應變片內阻的范圍是從30Ω到3000Ω。對于給定的應變，內阻變化可能只是整個范圍的一小部份。為此，為了確切檢測內阻的分數變化，使用惠斯通電橋配置。
下邊的電路顯示了惠斯通電橋，其中未知內阻被應變計代替。
因為外力，應變片的內阻會發生變化，進而造成電橋顯得不平衡。可以校正輸出電流以顯示應變的變化。
應變計和惠斯通電橋的一種流行配置是體重秤。在這些情況下，應變計被當心地安裝為稱為稱重傳感的單個單元，它是一種將機械力轉換為聯通號的傳感。
一般，體重秤由四個稱重傳感組成，其中兩個應變片在外力作用時膨脹或拉伸（拉伸型），兩個應變片在施加載荷時壓縮（壓縮型）。
假如應變計被拉緊或壓縮，則內阻會降低或降低。因而，這會造成橋的不平衡。這會在電流表上形成對應于應變變化的電流指示。假如施加在應變計上的應變更大，則儀表端子之間的電流差更大。假如應變為零，則電橋平衡而且儀表顯示零讀數。
這是關于使用惠斯通電橋進行精確檢測的內阻檢測。因為內阻的分數檢測，惠斯通電橋主要用于應變計和體溫計檢測。
七、惠斯通電橋的應用
（1）惠斯通電橋用于精確檢測特別低的阻值值。
（2）惠斯通電橋與運算放大器一起用于檢測體溫、應變、光等化學參數。
（3）我們還可以使用惠斯通電橋的變化來檢測電容、電感和阻抗的量。
以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的“什么是惠斯通電橋？解讀惠斯通電橋工作原理”。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。
