用非平衡電橋檢測內阻【實驗目的】研究半導體熱敏阻值的電阻和濕度的關系。【實驗方案】電橋按檢測方法可分為平衡電橋和非平衡電橋。其實它們都可以確切地檢測阻值，但平衡電橋只能用于檢測相對穩定的內阻值，而非平衡電橋能用于檢測連續變化的內阻值。平衡電橋惠斯登電橋（平衡電橋）的原理如圖1所示，調節R使檢流計G無電壓流過時，C、D兩點等電位，電橋平衡，進而得到非平衡電橋非平衡電橋稱作不平衡電橋或微差電橋。圖2為非平衡電橋的原理圖，B、D之間為一負載內阻R。因為可以測量連續變化的U（1）非平衡電橋的橋路方式1）等臂電橋電橋的四個橋臂電阻相等，即R2）輸出對稱電橋，俗稱立式電橋這時電橋的橋臂內阻對稱于輸出端，即R3）電源對稱電橋，亦稱為臥式電橋這時從電橋的電源端看橋臂內阻對稱，即R4）比列電橋這時橋臂內阻成一定的比列關系，即R為比列系數。實際上這是通常方式的非平衡電橋。相對橋臂內阻很大時的非平衡電橋（電流輸出方式）當負載內阻表示。ABC移相的電壓降為UDC之差，即DCBC=0，即電橋處于平衡狀態。為了檢測的確切性，在檢測的起始點，電橋必須調至平衡，稱為預調平衡。預調平衡可使輸出只與某一臂的內阻變化有關。若R各類電橋的輸出電流公式如下：1）等臂電橋（R較小時，即滿足RR時，里面（7）～（9）三式的分母中含R項可略去，公式可得以簡化，這兒從略。
通常來說，等臂電橋和輸出對稱電橋的輸出電流比電源對稱電橋高，因而靈敏度也高，但電源對稱電橋的檢測范圍大，可以通過選擇R差別愈大，檢測范圍也愈大。在用非平衡電橋測內阻時，需將被測內阻R接入非平衡電橋，并進行預調平衡，這時電橋輸出電流為0。改變外界條件（如溫度t），則被測內阻發生變化，這時電橋輸出電流相對橋臂內阻可比擬時的非平衡電橋（功率輸出方式）當負載內阻R就是說有輸出功率，此種電橋稱作為功率橋。功率橋可以表示為圖3（a）。應用有源端口網路定律，功率橋可以簡化為圖3（b）所示電路。UBD為BD之間的開路電流，由（5）式表示，R″是有源一端網路等值大道中的內阻，其值等于該網路入端內阻（10）由3（b）可知，流經負載內阻R，這是功率橋的平衡條件，與（5）式一致，也就是說功率輸出方式與電流輸出方式的非平衡電橋的平衡條件是一致的。最大功率輸出時，電橋的靈敏度最高。當電橋的負載內阻R（12）即阻抗匹配時，電橋的輸出功率最大。此時電橋的輸出電壓由（11）式得（13）輸出電流為的內阻有增量R時，我們可以得到三種橋路方式的電壓、電壓和功率變化。檢測時都須要預調平衡，平衡時的均為0，電壓、電壓和功率變化都是相對平衡狀態時講的。
最大功率輸出時，三種橋路方式的電壓、電壓和功率變化分別為：1）等臂電橋R（15）2）輸出對稱電橋橋R（16）3）電源對稱電橋R（17）測得I（18）可得到R，進而求得R當內阻增量R較小時，即滿足R＜＜R時，里面（15）～（17）三組公式的分母含半導體熱敏內阻（2.7kΩMF512.7kΩMF51型半導體熱敏內阻，是由一些過渡金屬氧化物（主要用Mn、Co、Ni和Fe導體的特點。對于通常半導體材料，內阻率隨氣溫變化主要依賴于自旋含量，而遷移率隨氣溫的變化相對來說可以忽視。但上述過渡金屬氧化物則有所不同，在溫度范圍內基本上已全部電離，即氮化物含量基本上與溫度無關，此時主要考慮遷移率與濕度的關系。隨著氣溫下降，遷移率降低，內阻率升高，故這類金屬氧化物半導體是一種具有負氣溫系數的熱敏內阻器件，其阻值—溫度特點見表1。依據理論剖析，半導體熱敏內阻的內阻—溫度特點的物理表達式一般可表示為（19）其中R25為材料常數，其值因制做時不同的處理方式而異電橋法測電阻，對確定的熱敏內阻，可以由實驗測得的內阻—溫度曲線求得。我們也可以把（19）式寫成比較簡單的表達式（20）其中2982.7KΩMF51型熱敏內阻的內阻—溫度特點（供參考）氣溫（內阻(【實驗器材】DHQJ-3型非平衡電橋實驗儀，橋臂內阻調節范圍為10Ω～11.11KΩ，步進值為lΩ。實驗儀面板示意圖如圖4所示。1、為工作電源負端；2、為R內阻端；9、為工作電源正端；10、為數字電流表；11～14、為R內阻調節盤電橋法測電阻，分別為1000、100、10、1內阻盤；