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直流電位差計(jì)的工作原理
圖1 示出的是直流電位差計(jì)的原理電路。它可以分為i、ⅱ、ⅲ三個(gè)回路。
回路i為工作電流回路。包括輔助電源e、調(diào)節(jié)工作電流用的可變電阻r、已知電阻ra和rn。此回路的主要任務(wù)是提供一個(gè)穩(wěn)定的工作電流。
回路ⅱ為校準(zhǔn)回路。標(biāo)準(zhǔn)電池e，用來校準(zhǔn)工作電流。當(dāng)開關(guān)s倒向位置“1”時(shí)，檢流計(jì)g接到標(biāo)準(zhǔn)電池en一邊，調(diào)節(jié)r，使檢流計(jì)g指零，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)償，即en與工作電流在rn上的壓降相互補(bǔ)償,即
圖1直流電位差計(jì)的原理電路
回路ⅲ為測(cè)量回路。當(dāng)開關(guān)s倒向位置“2”時(shí)，調(diào)節(jié)rab（注意，不能調(diào)節(jié)rn否則工作電流將發(fā)生變化）使檢流計(jì)再次指零，說明回路中被測(cè)電動(dòng)勢(shì)ex與工作電流在rab上的壓降相互補(bǔ)償，即
式中 rab——電阻ry左端ab部分的電阻值。
由于en、rn為已知，所以可按rab求出en值。
從上述原理可以看出，電位差計(jì)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)。
?、?strong>直流電位差計(jì)是利用電動(dòng)勢(shì)互相補(bǔ)償?shù)脑磉M(jìn)行的，因此平衡時(shí)，測(cè)量回路不從被測(cè)電源e，中取用電流，從而消除了被測(cè)電源ex的內(nèi)阻、導(dǎo)線電阻、接觸電阻對(duì)測(cè)量的影響。校準(zhǔn)回路也不從標(biāo)準(zhǔn)電池取用電流，保持了標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)的穩(wěn)定性。
?、跍?zhǔn)確度高。由于被測(cè)電動(dòng)勢(shì)由式（3-6）決定，其中en是標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)，它的性能穩(wěn)定，電動(dòng)勢(shì)值保證有較高的準(zhǔn)確度。而ra、rn又可以用準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性均較高的電阻，所以電位差計(jì)的準(zhǔn)確度可達(dá)±0.001%。
實(shí)際直流電位差計(jì)電路與上述原理電路有一些區(qū)別，如考慮到標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)會(huì)受溫度影響，所以rn通常由兩部分構(gòu)成，一部分為固定電阻，一部分為可調(diào)電阻，可調(diào)部分又稱為溫度補(bǔ)償電阻，以補(bǔ)償en因溫度而發(fā)生的變化。為了使電位差計(jì)能達(dá)到足夠的讀數(shù)準(zhǔn)確度，滿足一定的測(cè)量范圍，多數(shù)實(shí)用電位差計(jì)的ra，用十進(jìn)制讀數(shù)盤，以便能讀出多位讀數(shù)，但也有用滑線電阻盤的。
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