惠斯通電橋在電氣測(cè)量中應(yīng)用十分廣泛，由于它測(cè)量精度高，經(jīng)常用于制成電橋、電位差計(jì)等各種標(biāo)準(zhǔn)儀器。然而隨著企業(yè)貿(mào)易結(jié)算工作對(duì)電子衡器精度要求的逐步提高，使得“進(jìn)一步提高計(jì)量衡器的準(zhǔn)確度”成為一個(gè)與企業(yè)的計(jì)量信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤的重大而現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。而提高電子衡器的傳感精度式解決該問(wèn)題的途徑。所以有效的方法之一是對(duì)稱(chēng)重信號(hào)的傳輸電纜增加屏蔽層和反饋線(xiàn)，另外一個(gè)有效方法就是將惠斯通電橋應(yīng)用于稱(chēng)重傳感器的測(cè)量電路中。

電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器的工作過(guò)程可以分為3個(gè)相互關(guān)聯(lián)的階段：

（1）被測(cè)負(fù)荷作用在彈性體上，使彈性體產(chǎn)生相應(yīng)的彈性形變

（2）通過(guò)粘貼在彈性體上的電阻應(yīng)變計(jì)，使彈性體的彈性變形轉(zhuǎn)化為電阻應(yīng)變計(jì)的阻值變化（增大或減?。?/span>

（3）再通過(guò)惠斯通測(cè)量電路將電阻應(yīng)變計(jì)電阻的變化，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

由此可知，稱(chēng)重傳感器是由彈性體、電阻應(yīng)變計(jì)和惠斯通電橋3個(gè)部分組成。

惠斯通電橋的功能是把電阻應(yīng)變計(jì)的電阻變化量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。一般將粘貼在彈性體上的電阻應(yīng)變計(jì)連接成差動(dòng)式惠斯通電橋。

惠斯通電橋可以用各種方式測(cè)量電阻：

① 通過(guò)與已知電阻比較來(lái)確定電阻絕對(duì)值

② 測(cè)定電阻的相對(duì)變化

后一種方法適用于應(yīng)變技術(shù)。它可以測(cè)定應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化，通常精度可達(dá)10-4到10-2Ω/Ω。

下面的圖片顯示了惠斯通電橋的兩個(gè)不同的電氣連接圖，它們是完全相同的：圖a）顯示了通常使用惠斯登電橋的菱形連接;和圖b）是相同電路，這對(duì)于未經(jīng)過(guò)電氣訓(xùn)練的人來(lái)說(shuō)，這將更清楚。

惠斯通電橋的四個(gè)橋臂由電阻R1至R4組成。橋的角點(diǎn)2和3指示橋路激勵(lì)電壓Vs的連接;角點(diǎn)1和4為電橋輸出電壓V0即測(cè)量信號(hào)。

注意:對(duì)橋路組件和連接沒(méi)有普遍接受的規(guī)則。 在現(xiàn)有的文獻(xiàn)中，有各種各樣的名稱(chēng)，這反映在橋路方程中。 因此，為了避免誤解，必須考慮方程中使用的名稱(chēng)以及它們?cè)跇蚵分械奈恢谩?/span>

如果供電電壓 Vs 被施加到電橋終點(diǎn)2和3，那么供電電壓被 R1, R2 和 R4, R3 分成兩個(gè)半橋，即每個(gè)半橋形成一個(gè)分壓器。

由于 R1, R2 和 R3, R4. 的電阻電壓不同，電橋可能不平衡。 計(jì)算如下：

如果橋路平衡，并且

則電橋輸出電壓 V0 為零。

在預(yù)設(shè)應(yīng)變的情況下，應(yīng)變計(jì)的電阻變化量 ΔR. 我們給出了以下等式：

對(duì)于應(yīng)變測(cè)量，電阻 R1 和 R2 在惠斯登電橋中必須相等。這同樣適用于 R3 和 R4.

通過(guò)一些假設(shè)和簡(jiǎn)化，可以確定以下等式（在HBM的書(shū)“使用應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量的介紹”中給出了進(jìn)一步的解釋?zhuān)?/span>

在計(jì)算的最后一步中， ΔR/R 必須由以下代替:

這里k是應(yīng)變片的k系數(shù)，, ε 是應(yīng)變。

方程式假設(shè)橋臂中的所有電阻都改變了。 例如，這種情況發(fā)生在傳感器或被測(cè)對(duì)象執(zhí)行類(lèi)似的功能。 在實(shí)驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試中，這種情況幾乎不存在，因?yàn)橥ǔＶ挥幸徊糠謽虮鄄捎脩?yīng)變片，其余部分由橋接電阻組成。 一般稱(chēng)為四分之一橋，半橋，雙四分之一或斜橋和全橋。

根據(jù)不同測(cè)量任務(wù)，測(cè)量點(diǎn)上會(huì)使用一個(gè)或多個(gè)應(yīng)變片。例如全橋、半橋或四分之一橋等表示，實(shí)際上它們是不正確的。事實(shí)上，測(cè)量電路總是完整的，由應(yīng)變片和含有應(yīng)變片的試樣以及固定電阻來(lái)組成 ;

傳感器通常要比實(shí)驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試有更嚴(yán)格的精度要求。一般來(lái)說(shuō)，傳感器在所有四個(gè)橋臂上都采用應(yīng)變片（全橋電路）。

如果需要消除各種干擾，應(yīng)采用全橋或半橋電路進(jìn)行應(yīng)力分析。非常重要的是，不同應(yīng)力狀況是有明顯區(qū)別的，例如壓向或拉向，以及彎曲、剪切或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等。