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单臂电桥又叫惠斯通电桥（Wheatstone桥），这个四臂结构是直流电桥的基本形式。采用平衡原理，当两个臂的分压比一样的时候，电桥输出A、B两点的电位差就为零（平衡），此时有R1/R3=R2/R4，而且此平衡公式与电源电压、检流计的灵敏度参数等无关，因此广泛用于电阻测量。但另一方面，由于有不可避免的引线电阻接触电阻的影响，有一定误差，尤其是低电阻的时候误差比较大，例如，0.1Ω的引线和接触电阻一般难免，因此，用此电桥测量1kΩ的时候不要期待会有好于0.01%的结果，因此适合中等以上电阻的场合。
单电桥很重要的一个参数就是（相对）灵敏度，表明被测量电阻变化一个微小值后，输出电压变化了多少。
由于电阻的变化和输出的变化都用相对值来表示，因此又叫相对灵敏度。灵敏度的计算，很少见有文献描述，这里给出一个[1]：
这个公式看起来很复杂，但比较全。其中δ是某电阻相对变化率，Rg是电源内阻，Rd是检测器的输入电阻。
若检测器的电阻非常大（开路），而且另S=Ei/Eo/δ为相对灵敏度，那么公式将简化为：
如果再假设电源电阻为0，那么公式进一步简化成
即S = 1 / (2 + R1/R3 + R3/R1)。
这个公式里没有出现R2和R4，因为平衡时其比例与R1/R3相同。 2.2灵敏度
灵敏度代表了电桥因电阻失衡后的输出大小，当然是越高越好。那么如何提高灵敏度呢？显然，当R1/R3=1时，相对灵敏度最高，为1/4。换句话说，当上电阻等于下电阻时，灵敏度为最高。此时当某电阻有1%的变化，将有0.25%的电压输出。但若R1和R3不平衡，比如商品电桥进行1:10测量时，那么相对灵敏度为1/(2 + 10 + 0.1) = 0.083，比0.25小了不少（为1/3）。
同样可知，当进行1:100测量时，那么相对灵敏度为1/(2 + 100 + 0.1) = 0.0098，是0.25小了不少（为1/25.5）。
因此，为了能提高灵敏度，就要把电桥的检测点设计成电源电压的一半左右。
就这样一个小小的灵敏度公式，竟然很少有人来研究，没见到有人讨论灵敏度与比例臂的关系，更没有人画出上述的关系图。国有一个文献[8]，尽管最后也得到了类似公式，但过重的强调了绝对灵敏度，把电源、检流计这些非电桥的参数也包含到了公式之中，而把最重要的桥臂比率对灵敏度的影响给忽略了。另外两篇[9][10]只是定性的分析了灵敏度。实际上，国内很多电桥产品都是仿造别人的、灵敏度低下的产品，而且定型了多少年都没有改变。国外研究灵敏度的人也很少，否则为什么NIST在电桥设计时一点也不考虑灵敏度？这一点当讲到Warshawsky电桥的会有说明。另外，国外的商品电桥产品也是一样，由于祖传的设计缺陷，灵敏度被设计成非常低。
那么灵敏度低的电桥有什么缺陷？
低灵敏度的电桥，分辨不够，因此精度也下降。低灵敏度的电桥，势必要提高电源电压来补足灵敏度，那样会造成发热大，温度稳定性不佳，指标降低等弊病。
总结：
灵敏度最高为25%，理论上不可能再高了。
实际电桥，如果选择对称，是可以达到这个灵敏度的。2.3、双臂电桥
双臂电桥又叫开尔文电桥（Kelvin桥），克服了接触电阻而引起的误差，适合低阻测量。双臂电桥的基本原理仍然是普通的电桥的平衡原理，但普通电桥测量时有难于克服的引线电阻和接触电阻，在低阻测量时尤其不能忽视。为了解决这个问题，Kelvin在最关键的Rx和Rs结合节点引入另外一个辅助桥臂，把这个讨厌的电压进行比例分配，因此大大的减少了引线电阻和接触电阻的影响。为了能够进行双桥测量，要求被测和被比较电阻必须是四端的。当然，精密电阻尤其是低阻标准电阻无一例外都是四端的。网上有一篇比较经典的文章介绍该电桥的原理可以参考[2]。
当然，上面的连接中图画的不太直观。现引用我自己一本书[1]中的图来说明。
与简单电桥比，双桥最大的变化就是右边的节点的展开。其中rA、rγ和r5分别代表两引线电阻和接触电阻，比较小，但上面有压降不能忽略，而这个压降从理想情况看应该按照Rx（被测电阻）和Rs（标准电阻）的比例来分配。事实上，新引入的辅助桥ra、rb就是干这个用的，其比值被同步的调节到Rx/Rs，而其引线电阻r3和r6又比较小，可以忽略，最后，总体误差就很小了。
另外，参考后边的QJ36实际接线图，双臂电桥实际上是首先是让两个电阻（标准和被测）从电流端外部串联，然后通以相同的电流，把电阻比较转化成电压后再进入电桥内部进行比较，电流端根本就不进入电桥。比较的过程中，用了另外一个电压可以调节的臂来解决的。另外，电阻Ri采用了一个尽可能短粗的铜质连接棒，以便减少电阻，以为这个电阻是与误差直接成正比的。
双臂电桥的弱点就是结构比较复杂，而且灵敏度比较低（由于设计原因和低阻原因），造成必须提高电压才能得到期待的分辨，但往往提高了电压就增加了电阻的消耗和发热，这是精密计量的大忌。我国和国际上都有规定，计量用的标准电阻在测试时不允许超过10mW的功率，这对于10k电阻就是10V，但对于1欧电阻就是0.1V，要想得到1ppm的分辨，就势必让检流计有0.05uV的分辨，同时要求其它误差都在这一水平，这对于双臂电桥也无能为力，因此发展出三次平衡电桥。2.4、三次平衡电桥
三次平衡电桥的详细介绍参见文献[3]，不仅有原理，而且有操作步骤。
从结构上看，是在双桥的基础上，在两个引入电桥的电压端也加入了调节电阻ra和rb，这样，连同另外两个可调节的电阻rc、rd，四个电压端都接入了可调电阻。
从操作上看，通过短路S1和S2与否并调节RA、RC等6个可调电阻，使得任何左右对称的电阻，都要调节到与Rx和RT相同的比例。
从另外一个角度上看，双桥在单桥的一个节点上增加了一个辅助分压电阻，而这里的三次平衡电桥在另外两个节点上又增加了两个辅助分压电阻，而且与主电阻分别可调，因此才需要调节三次。三次平衡电桥的例子比如国产的QJ40、XQJ 3。
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