查尔斯·惠斯通（）提出了惠斯通电桥的菱形电路概念，该概念可用于精确测量未知电阻值，还可作为校准测量仪器、电压表、电流表等的工具，其方式是通过使用可变电阻和简单的数学公式。
即使当下数字万用表给出了测量电阻的最为简便的办法，然而惠斯通电桥电路能够用来把未知电阻跟已知电阻予以比较高中物理电桥法电阻原理，借此以高精度去确定它的值。这就致使能够精准测量低到毫欧（mΩ）范围的电阻数值。
惠斯通电桥，亦称作电阻电桥，其电路可施用于多种应用场景，当下，借由现代运算放大器，我们能够运用惠斯通电桥电路，把各类传感器以及换能器，连接至这些放大器电路。
两个简单的串联 - 并联电阻组合，连接于电源端子与地之间，这便是惠斯通电桥电路，在电桥平衡之际，两个并联分支之间的电压差是零。
存在着一种电路，它名为惠斯通电桥电路，该电路具备两个输入端子，还有两个输出端子，它是由四个电阻，按照熟悉的菱形配置组合而成的，呈现出如图所示的样子，这便是惠斯通电桥的典型绘制方式。
惠斯通电桥
惠斯通电桥
之时电桥处于平衡状态之际，惠斯通电桥能够被简约地剖析成两个串联电路予以并联。于我们有关串联电阻的教程范畴之内，我们目睹了串联链当中的每一个电阻都会催生一个IR压降，也就是因电流穿过它之故而在其两端所产生的电压降，此乃经由欧姆定律所界定的。思索下面的串联电路。
串联电阻电路
因两个电阻呈串联状态，有着相同的电流（i）流经它们，所以，流过这两个串联电阻的电流是：V除以RT。
点C处的电压，也就是下电阻R2上的电压降，计算如下：
VR2等于I乘以R2，I是0.4A，R2是20Ω，它们相乘的结果是8伏。
随后，我们能够瞧见，电源电压VS于两个串联电阻之间依比例予以分配，其中VR1等于4V，VR2等于8V。这属于电压分配的基本原理，进而产生了通常被称作分压电路或者分压网络的结构。
此刻，要是我们于首个电路的基础之上，再增添一个具备相同电阻数值的串联电阻电路，进行并联连接，那么结果将会是如下这般呈现的电阻电路。
串联-并联电阻电路
第二个串联电路和第一个电路电阻值相同，点D处的电压，即电阻R4上的电压降，会有相同的8伏的值，相对于零（电池负极），这是因为电源电压是共同的，且两个电阻网络完全一样。
但同样具有重要意义的是，点C与点D之间所存在的电压差将会是零伏（0V），这是由于这两点均处于相同的8伏数值状态。所以：C等于8伏，D也等于8伏高中物理电桥法电阻原理，而它们两者之间的电压差呈现为：0伏。
这种情况出现之际，并联电桥网络两边称作平衡的，缘由是点C电压跟点D电压一样，二者差值是零。
目前促使我们去思索当第二个并联分支里头的两个电阻R3以及R4的位置同R1与R2进行互换之后会出现怎样的状况。
反向电阻电路
当电阻R3跟R4互换之际，相同的电流流过串联组合，点D处的电压，此电压也就是电阻R4上的电压降将会是：
VR4 = 0.4A × 10Ω = 4伏
当下，VR4之上存在着4伏的电压降，点C与点D之间的电压差会是4伏，缘由在于：C的电压值应为8伏，D的电压值是4伏。如此这般此次的差值便是：8减去4等于4伏。
交换两个电阻，其结果是，并联网络的两侧不一样，或者说“臂”不同，原因是，它们会产生不一样的电压降，当出现这种情况的时候，并联网络就被称作不平衡的，这是由于，点C的电压跟点D的电压不相同。
然后我们能够瞧见，这两个并联着的臂，也就是ACB和ADB，它们的电阻比值，致使了处于0伏（平衡状态）以及最大电源电压（不平衡状态）之间存在电压差，而这正是惠斯通电桥电路的基本原理所在。
因此，我们能够看到，惠斯通电桥电路能够被用于，把未知电阻RX跟已知值的别的电阻予以比较，举例来说，R1和R2具备固定的值，然而R3能够是可变的。
要是我们于点C以及D之间连接上一个电压表，或者一个电流表，又或者是经典的检流计，接着去调整电阻R3，一直调整到仪表的读数变为零，这样的话就会致使两个臂实现平衡，而且RX的值（用来替代R4）是已知的，就如同图中所展示的那样。
惠斯通电桥电路
惠斯通电桥电路
把R4替换成惠斯通电桥传感臂里已知或者未知值的电阻RX，再去调整对侧电阻R3来“平衡”电桥网络，这会致使零电压输出 ，然后我们能够看到 ，当后边提到的这般条件得以满足时 ，电桥就平衡了。
惠斯通电桥比例
惠斯通电桥方程用于在平衡时给出未知电阻RX的值，公式如下：
惠斯通电桥方程
其中电阻R1和R2是已知或预设值。
示例1
搭建起了以下并非处于平衡状态的惠斯通电桥，计算点C与点D之间所呈现出的输出电压，以及为使电桥电路达至平衡情形所需的电阻R4的具体数值。
惠斯通电桥示例
对于第一个串联臂ACB
惠斯通电桥臂ACB
对于第二个串联臂ADB
惠斯通电桥臂ADB
点C-D之间的电压为：
惠斯通电桥电压
平衡电桥所需的电阻R4的值为：
平衡电阻
惠斯通电桥存在两个输入端子，也就是（A - B），还存在两个输出端子，即（C - D），此前我们上面是看到了这些情况的。当电桥处于平衡状态时，输出端子之间的电压呈现为0伏。然而，当该电桥处于不平衡状态时，输出电压有可能是正的，或者是负的，这是依据不平衡的方向来确定的。
惠斯通电桥光检测器
电子学里平衡电桥电路存有好多有用的应用，像用于测光强度变化，用于测压力变化，用于测应变变化。惠斯通电桥电路能使用的电阻传感器类型包含，光敏电阻传感器也就是LDR，位置传感器即电位器，压阻传感器就是应变计，还有温度传感器即热敏电阻等。
有一种应用众多、能感测各类机械以及电气量的惠斯通电桥，而其中一种极为简单的应用是借助光敏电阻器件去测量光，在电桥网络里，有一个电阻被换成了光敏电阻（LDR）。
可被称为硫化镉（Cds）光电池的LDR，属于一种被动电阻传感器，它会把可见光水平方面的变化物业经理人，转变为电阻的变化，进而转变成电压。光敏电阻能够用于监测或是测量光强度水平之情况，又或者判断光源究竟是处于打开状态还是关闭状态。
典型的那种硫化镉也就是CdS电池，就像ORP12这种类型的光敏电阻，正常情况下在黑暗或者昏暗光线的环境里有着大概1兆欧也就是MΩ的电阻值，在光强度达到100勒克斯也就是典型的光照条件良好的房间的那种程度时，电阻约为900Ω，而在明亮的阳光下，电阻大约是30Ω。随着光强度逐渐提高，电阻会相应减小。把光敏电阻连接到上述所讲的惠斯通电桥电路之后，我们能够监测以及 光水平的任何一种变化，就如同图中所展示的那样。
光检测
惠斯通电桥光检测器
光电池LDR连接电路是惠斯通电桥电路，像图呈现的那样，目的是产生一个光敏感开关，当感测的光水平比由VR1确定的预设值高或者低的时候，这个开关就会被激活。在这个例子里，VR1是一个电位器，其阻值为22k或者47kΩ。
运算放大器被连接成了电压比较器，参考电压VD施加于非反相引脚，在这个示例里，因为R3和R4的值相同且都是10kΩ，所以点D处的参考电压会等于Vcc的一半，也就是Vcc除以2。
电位器VR1对施加到反相输入的触发点电压VC进行设置，把它设置成所需的标称光水平。当点C的电压比点D的电压小的时候，继电器“打开”。
电压于设置点C的VR1进行调整，目的在于让电桥电路在所需的光水平或者强度之下达成平衡状态。其中，LDR能够是任意展现出低光水平时高阻抗、高光水平时低阻抗特性的硫化镉器件，标点符号。
务必留意，借由在设计里把LDR与R3的位置进行互换，这般该电路能够当作“光激活”开关电路来用，亦或是当作“暗激活”开关电路来用。
惠斯通电桥于电子电路里，存在诸多别的用途，并非仅仅是对未知电阻与已知电阻予以比较。当和运算放大器一同运用之际，惠斯通电桥电路能够用以测量以及放大借助光强度变化等致使的电阻 RX的细微变化，恰似我们上面所目睹的那样。
但电桥电路对于测量其他变化量的电阻变化也是适用的，所以通过把上述光敏电阻LDR光传感器替换成热敏电阻、压力传感器、应变计等换能器，并且交换LDR和VR1的位置，我们能够在各种其他惠斯通电桥应用里使用它们。
此外，能够在由电阻R1至R4所形成的电桥的四个臂里，也就是四个分支当中，运用多个电阻传感器，以此来产生“全桥”“半桥”或者“四分之一桥”电路布置，进而提供热补偿或者自动平衡惠斯通电桥。
