奇怪的是,惠斯通电桥并非由查尔斯·惠斯通 (1802-1875) 发明,而是由亨特·克里斯蒂发明。然而,惠斯通负责推广四个电阻器、一个电池和一个检流计的排列,并在他 1843 年的贝克里安讲座中给予克里斯蒂充分的信任。惠斯通称该电路为“差分电阻测量器”。

以及如何绘制惠斯通电桥?惠斯通本人在他的针形电报中使用了熟悉的菱形图案;

有人认为他的一套蓝柳纹瓷器,拱桥上的交叉影线构成其装饰的一部分,向他暗示了这种形状。

9fc84153ee0b4dd2ac612710f145dcad~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg
菱形惠斯通电桥来自弗吉尼亚州的汉普登-悉尼学院,由波士顿的 AP Gage 设计。

惠斯通电桥的滑线形式是由 Gustav Kirchhoff (1824-1887) 引入的。下面的 Leeds and Northrup Reversible Meter Bridge,在 Greenslade 系列中,是滑线桥中的劳斯莱斯,在 1907 年的产品目录中标价 115.00 美元。目录描述部分说:“底座是桃花心木,重铜带连接,所有接头都是焊接的,刻度是在金属上分开并电镀的。......滑块有粗调和微调,其设计使其不可能切断或卡住电线。游标使读数达到 1/10 毫米。” 中间的换向开关有水银触点。
7c09e62410544e58810eedf016ef7039~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

下面更不起眼的桥,在 Greenslade 系列中,有一根半米长的滑线。七十五年的使用已经磨掉了沿着仪器长度延伸的白色刻度上的黑色标记。
9ff11b6bec2d4eca8e19c4eefa0df938~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

这条滑线在俄亥俄州黄泉市的安提阿大学的仪器收藏中。一块黄铜牌告诉我们它是由“AE Berdon, YS,Oh”建造的。做工非常精细。导体的布置和可以放置电阻的间隙告诉我们它是惠斯通电桥,但它也可以用作滑线电位器。
7a21e90c11e74cbaa51dba49f2c7193b~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

我们中的一些人记得的惠斯通电桥是一盒插头,就像下图这个:范德比尔特大学加兰经典物理仪器收藏中的。
a06561fd6d6e40a7afd62ea2ab7af080~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

该电桥由费城的 James W. Queen 设计,在 1888 年目录中列为“电阻线圈组,带电桥、电池 ken 和检流计键,旧邮局图案,铂合金线……208.00 美元。 “
在英国,电报系统由邮局控制,因此开发用于使用该系统进行电阻测量的仪器被称为“邮政信箱”。
费城的 Leeds 和 Northrup 制作了一系列惠斯登电桥,其中一些带有插头,而另一些则带有刻度盘和一些插头,就像这个电桥一样。1927 年 L&N 的“电阻测量仪器”目录将其列为开放式惠斯通电桥,价格为 175 美元。金属部件镀镍,顶部为硬橡胶。裸露的螺柱用作散热器,侧面的孔有助于保持线圈温度恒定。
54b935f5dbab48f68664a66809d99374~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

该乐器属于 Greenslade 系列。
2b99a17bf58f46c0921e09a6d7277b5b~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

与上面的重型电桥在同一页上的是左侧的封闭式惠斯通电桥。这“非常适合在实验室和商店中使用,在这些地方,气体和灰尘可能会污染暴露的触点。乘法刻度盘提供七个范围。顶部是抛光的硬橡胶,表壳是抛光的桃花心木。它的专利日期为 7 月1914 年 28 日。
价格是 55 美元,而且,由于我在旅行中遇到过很多这样的仪器,它一定已经成为本科生电学和磁学实验室的标准配置。
这个例子在格林斯莱德收藏中
在爱荷华州格林内尔学院的设备收藏中,右侧没有标记的小型设备。
7700661f5aa6438193da466997d22e23~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

它具有惠斯通电桥的外观,中间有一个固定电阻臂,以及一根长滑线,可以在不同点分接以获得另外两个臂的电阻。
92b218de21d24b8ba1bcd34041505b50~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

Leeds 和 Northup 的这款便携式测试仪属于 Greenslade 系列。L&N 在其职业生涯的大部分时间里制造和销售类似的套装。后来的型号于 1950 年以 140 美元的价格售出。我在入门实验室用了很多年的这样的装置来测量铜线的电阻温度系数。
下图的 Queen Acme 便携式测试装置于 1909 年 3 月 1 日在 20ºC 时调整为 1/5 % 精度。左下角的检流计已丢失,但连接到外部仪表。该设备非常类似于上图中 Leeds & Northrup 测试装置的早期版本。
fcaa59072a504840b0869b49fc1e45fd~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

下图的非常大(而且很重!)的惠斯登电桥是由柏林的奥托沃尔夫制作的,大概是在十九世纪二十年代。它有四个标有 X.1、X1、X10 和 X100 的旋转刻度盘,以及各种比例刻度盘。
8b555588c8d0468e9fd98ae25e94a2cd~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

线圈由 Manganin 制成,开始“richtig bei 20ºC”。
这件可爱的乐器被丹尼尔·乔叟 (Daniel Chaucer) 赠予格林斯莱德收藏。

这个电桥在 Leeds & Northrup 公司的 1907 年“电气测量仪器”目录中列为“4470十进制箱和惠斯通电桥”...$60.00
58981e20b0e44d4d9805a188191610ac~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

变阻器线圈调整到 1/10% 的精度。变阻器在改进的十年计划上......有四个十年,值为9(1 + 10 + 100 + 1000)。比例线圈调整到 1/20% 的精度。它们分别是10000、1000、100、10、1,它们排列在改进后的平面图上……”
该仪器在格林斯莱德收藏中。
这个Leeds & Northrup 4250 型惠松电桥是上述仪器的更适中版本。
851885a5434c4cf8a755b96a9bfb1639~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg

它在俄亥俄州黄泉市的安提阿大学的仪器收藏中,其序列号表明它是在 1930 年左右制造的,当时售价 60 美元。
仪器的外观显示了进行现场访问的难度。该设备通常需要进行一些粗略的清洁,这对于插入式仪器来说是相当困难的。下次我会带一把旧牙刷来清除接触块之间的灰尘。
参考:Thomas B. Greenslade, Jr.,“十九世纪教科书插图 (XXIII) 变阻器”,Phys。教., 16 , 301-302 (1978)



来源:电子资料库