直流電位差計(jì)原理和結(jié)構(gòu)

直流電位差計(jì)介紹

    用于直流電路測量電壓的電位差計(jì)。又稱直流補(bǔ)償器。分為經(jīng)典式直流電位差計(jì)和直流電流比較儀式電位差計(jì)兩大類。 

直流電位差計(jì)原理和結(jié)構(gòu)

 　1841年，J.C.波根多爾夫提出一種補(bǔ)償方法, 使被測電壓Ex與大小已知且可調(diào)的另一電壓（稱為補(bǔ)償電壓或標(biāo)準(zhǔn)電壓）按相同極性對接,調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻器R 使檢流計(jì)G指零,則對接的兩根導(dǎo)線中沒有電流,此時(shí)Ex被補(bǔ)償，Ex與補(bǔ)償電壓相等：Ex=IR,已知電流I和電阻R 即可求得Ex。 

　　補(bǔ)償電壓是恒定電流I在三端可變標(biāo)準(zhǔn)電阻器R上產(chǎn)生的，這是波根多爾夫的*種補(bǔ)償方法──恒定電流法。若令圖中電阻R不變而改變電流I，同樣可以得到大小已知且可調(diào)的補(bǔ)償電壓，這是波根多爾夫的第二種補(bǔ)償方法──恒定電阻法。 

　　經(jīng)典式直流電位差計(jì)以電阻網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，主要采用波根多爾夫的*種補(bǔ)償方法(圖2), 也可采用第二種或兼容*、第二種補(bǔ)償方法。為了將電流I標(biāo)定到一個(gè)準(zhǔn)確的固定數(shù)值,直流電位差計(jì)中設(shè)置了由標(biāo)準(zhǔn)電池Ex、標(biāo)準(zhǔn)電阻器Rx組成的另一個(gè)補(bǔ)償電路：當(dāng)開關(guān)K在位置N時(shí)，改變調(diào)節(jié)電阻r使檢流計(jì)G指零，得到；測量時(shí)，開關(guān)K放在位置X,調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電阻器R使檢流計(jì)指零，得到。是兩個(gè)電阻的比值，只要這個(gè)比值（而不是每一個(gè)個(gè)別的電阻器保持較高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，測量得到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度就很高。這是直流電位差計(jì)比較容易做到較高的測量準(zhǔn)確度的主要原因，也是直流電位差計(jì)按元件自檢的根據(jù)。 

　　直流電位差計(jì)包括 3個(gè)電路：測量電路即R、G和Ex；電流調(diào)定電路即Rx、Ex和G；輔助電源E和其調(diào)節(jié)電路即E、r，其中r是一個(gè)調(diào)節(jié)細(xì)度很高的網(wǎng)絡(luò)。通常,G、E和Ex都是外接的。準(zhǔn)確度較高的直流電位差計(jì)還有防泄漏屏蔽電路和靜電屏蔽電路。產(chǎn)生補(bǔ)償電壓的標(biāo)準(zhǔn)電阻器R，實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的多樣化的電阻網(wǎng)絡(luò),可構(gòu)成多種直流電位差計(jì)的電路，例如測量低電壓的迪塞霍斯特電路、維納電路,測量高電壓的福伊斯納-布魯克斯電路等。 

直流電位差計(jì)使用 　

直流電位差計(jì)主要用于測量(或比較)電壓，或已轉(zhuǎn)換為電壓的各種電量、電參數(shù)。其主要優(yōu)點(diǎn)是測量時(shí)不從被測回路取出電流，也無電流注入被測回路。當(dāng)被測電壓的大小超過電位差計(jì)的測量上限（一般只有幾伏）時(shí)，要用分壓器先將被測電壓分壓，然后進(jìn)行測量。用直流電位差計(jì)測量被測電流在已知的標(biāo)準(zhǔn)電阻器上產(chǎn)生的電壓降，可以間接測量電流。用直流電位差計(jì)比較四端電阻時(shí)，可以*消除電位端引線的影響。使用直流電位差計(jì)時(shí)，夏天因相對濕度較大，應(yīng)注意消除泄漏電流的影響；冬天因相對濕度較低，應(yīng)注意防止靜電引起的干擾。測量低電壓時(shí)，還應(yīng)注意消除溫差電動(dòng)勢等雜散電動(dòng)勢的影響。