不平衡電橋法測量電池內阻的原理：
R01 , R02 , R03為電橋內設電阻，Rx 為含電動勢E 的電池內阻。 電阻R00和開關K跨接在電橋A 至B 之間. 根據戴維南定理，從N、G兩點看去，可有圖( b)所示的等效電路。其中E0 為開路電壓， R0 為等效電阻。
當電路滿足電橋平衡條件R02 /R01 = R03 /Rx時，上述等效電路電壓源E0 和等效電阻R0 均不因開關K的接通與斷開狀態而改變，即在開關K接通和斷開狀態下均有
E0 = E〔( R01+ R02 ) /( R01 + R02 + R03 + Rx )〕=E〔R01 /( R01 + Rx )〕
R0 = ( R01+ R02 ) // ( R03+ Rx ) =( R02// R03 ) + ( R01// Rx )
用上述原理在實驗室測試電池內阻時,只要在N , G之間接入一只直流電流表，反復接通和斷開開關K，并調節R01或R02，直到開關狀態變化時，電流表讀數不變，此時便可依公式算出電池內阻：Rx = R01 (R03 /R02 )。
將上述測量過程中使用的開關用電子開關取代，并用周期性電壓控制開關反復通斷。 將N 、G間的短路電流轉換為電壓信號，并在開關通斷期間對電壓信號分別進行采樣保持形成兩路電壓，最后對兩路電壓進行差分放大送至平衡電壓指示表，這就構成一個用不平衡電橋原理測量電池內阻的裝置。
電橋電阻R01 、R02、 R03的選擇影響測量靈敏度；電阻R00對電橋靈敏度及電池放電有影響。