基于虚拟仪器的惠斯通电桥实验研究
摘 要：“电桥”是很重要的电磁学基本测量仪器之一。它主要用来测量电阻器的阻值、线圈的电感和电容器的电容及其损耗。大学物理实验中也开设有惠斯通电桥测量电阻的实验，以及惠斯通电桥用于传感器测量等实验。但实际实验中存在误差大，精度不高、数据处理不方便等问题[1]。而虚拟仪器技术可以通过编程实现实验仿真，以及数据的自动采集和处理功能。把虚拟仪器用于惠斯通实验，可以进行直观的仿真和自动测量等，可以改进原有的实验，以及提高自动测量技术的应用能力，有助于提高教学效果。
关键词：惠斯通电桥；虚拟仪器；仿真实验
一、惠斯通电桥
（一）命名来源
惠斯通惠斯通电桥（Wheatstone bridge）又称惠斯同电桥、惠斯登电桥，在测量电阻及其它电学实验时，经常会用到叫惠斯通电桥的电路，很多人认为这种电桥是惠斯通发明的，其实这是一个误会，这种电桥是由英国发明家塞缪尔·亨特·克里斯蒂（Samuel Hunter Christie）1833年发明。1843年由查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone）改进及推广的一种测量工具。但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻，后来并为各实验室广泛应用，所以人们习惯上就把这种电桥称作惠斯通电桥。
但通过惠斯通电桥，可以了解到查尔斯·惠斯通（1802－1875年），是英国物理学家。惠斯通很早就对物理学研究表现出极大兴趣，在物理学的电学、光学等许多方面都做出了重要贡献。
在电学方面，惠斯通利用旋转片的方法，测定了电磁波在金属中的速率，这个速率值超过了28万公里每秒。这是人类物理学上的一次重大发现，因为惠斯通用转速数值较大的量代替很小的时间间隔。这是一个很好的科学研究方法。法国物理学家傅科就是靠使用这种检测方法，首次精确测定了光速。惠斯通是少数几个能领悟了欧姆定律内涵，并且在实际中应用的科学家。
在光学研究方面，惠斯通通过对双筒视觉、反射式立体镜的研究，系统地剖析了视觉可靠性的根源问题。他还依据影像生成的原理，对人眼的视觉和色觉的生理光学问题做出了正确的解释，为后世的研究奠定了理论基础。
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