直流单臂电桥又称惠斯登电桥,其原理电路如上图所示,图中ac、cb、bd、da四条支路为电桥的四个臂,其中R1(RX)为被测臂,R2、R3构成比列臂,R4称为较臂。在电桥的对角线cd上连接指零仪表(一般是检流计)另一对角线ab上连接直流电源E。
在电桥投入工作时,先接通电源按钮SB,调节电桥的一个臂或几个臂的标准电阻,使检流计指针指示为零,这时,就表示电桥达到平衡。在电桥平衡时,cd两点的电位相等。
则: Uac=Uad, Ucb=Udb
即:I1R1=I4R4, I2R2=I3R3
将这两式相除,得: I1R1/I2R2=I4R4/I3R3
当电桥平衡时,Ig=0
∴I1=I2, I3=I4
代入上式得:
R1R3=R2R4
上式是电桥的平衡条件。它说明:在电桥平衡时,两相对桥臂上电阻乘积等于另外两相对桥臂上电阻的乘积。根据这个关系,在已知三个臂电阻的情况下,就可确定另外一个臂的被测电阻的电阻值。
设被测电阻RX是位于第一个桥臂中,则 RX=R2R4/R3
单臂电桥,其中测量电阻为一个桥臂,标准电阻为一个桥臂,两个桥臂间连接电流表,当测量电阻和标准电阻相同时,电流等于零,这时标准电阻的读数即为被测阻值。
电流表的电流为零时,表示电桥平衡。
平衡时,Rx/R0=R1/R2
Rx=(R1/R2)*R0
R0、R1、R2为基准电阻,Rx为被测电阻。