ホイートストンブリッジ

ホイートストンブリッジ () は、ひずみゲージなどの抵抗測定に用いられる回路である。
1833年にサミュエル・ハンター・クリスティ(S.H.Christie 1784-1865)によって発明され、1843年にチャールズ・ホイートストンによって広められ、広く使われるようになった。
未知の抵抗を含む4つの抵抗をブリッジ状に配置して、中間点の電位差を測定することによって、未知の抵抗値を測定する。

理論

ブリッジ回路が平衡状態の場合 

左図に示すブリッジ回路において、を未知抵抗、、を既知抵抗、を可変抵抗とする。また、ブリッジ回路をABCと流れる電流を、ADCと流れる電流をとする。なお、、は比例辺()、は、抵抗辺、可変抵抗辺()、測定辺()、標準辺と呼ばれることもある。

ここで、の抵抗値を調整することで検流計VGの振れがゼロになり、ブリッジが平衡すれば、各抵抗部における電圧低下は以下に示す式となる。

上二式の、についての連立方程式を解けば

この測定回路では、電圧がちょうどゼロになることを精度よく測定できるので、、、が精度よくわかっていれば、も測定器の内部抵抗を受けることなく、精度よく求めることができる（零位法）。
逆にの微小な変化も、電圧の平衡が失われることによって検出することができる。

誤差の発生要因 
ホイートストンブリッジによる未知抵抗の測定は零位法であるため、誤差が少ない精密測定に効果的であるが、以下の5点による誤差要因を考えることができる。
,,を既知の固定抵抗として、中間点の電位差、または電流値から を求めることもできる。

 既知抵抗、可変抵抗の真値と公称値とのずれ
 平衡読み取りの誤り
 回路中の熱起電力
 通電による加熱、高い周囲温度による抵抗の加熱がもたらす抵抗値の変化
 リード線抵抗、接触抵抗

従って、ブリッジへの印加電圧を低く保つことを要する。
電圧源を交流電源（交流信号源）、検流計を交流を検出するものに置き換えることで、抵抗値の測定用からインピーダンスの測定用に拡張できる。

ひずみゲージの測定回路として用いられる他、さまざまな電気量の測定回路として用いられる基本的な回路である。

鉄道車両では、主電動機の接続方法を切換る際に急激なトルク変動を抑える目的でこの回路が応用され、橋絡渡り方式と呼ばれている。

関連項目 
 マクスウェルブリッジ
 コールラウシュブリッジ
 電気抵抗の測定
 電流計（ガルバノメータ）
 分圧回路
 PO箱

出典

参考文献 

 
 
 
 
 
 

電気工学
電気回路
エポニム