直流電位差計原理和結構

直流電位差計介紹

    用于直流電路測量電壓的電位差計。又稱直流補償器。分為經典式直流電位差計和直流電流比較儀式電位差計兩大類。 

直流電位差計原理和結構

 　1841年，J.C.波根多爾夫提出一種補償方法, 使被測電壓Ex與大小已知且可調的另一電壓（稱為補償電壓或標準電壓）按相同極性對接,調節標準電阻器R 使檢流計G指零,則對接的兩根導線中沒有電流,此時Ex被補償，Ex與補償電壓相等：Ex=IR,已知電流I和電阻R 即可求得Ex。 

　　補償電壓是恒定電流I在三端可變標準電阻器R上產生的，這是波根多爾夫的*種補償方法──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的補償電壓，這是波根多爾夫的第二種補償方法──恒定電阻法。 

　　經典式直流電位差計以電阻網絡為基礎，主要采用波根多爾夫的*種補償方法(圖2), 也可采用第二種或兼容*、第二種補償方法。為了將電流I標定到一個準確的固定數值,直流電位差計中設置了由標準電池Ex、標準電阻器Rx組成的另一個補償電路：當開關K在位置N時，改變調節電阻r使檢流計G指零，得到；測量時，開關K放在位置X,調節標準電阻器R使檢流計指零，得到。是兩個電阻的比值，只要這個比值（而不是每一個個別的電阻器保持較高的準確度和穩定性，測量得到的數據的準確度就很高。這是直流電位差計比較容易做到較高的測量準確度的主要原因，也是直流電位差計按元件自檢的根據。 

　　直流電位差計包括 3個電路：測量電路即R、G和Ex；電流調定電路即Rx、Ex和G；輔助電源E和其調節電路即E、r，其中r是一個調節細度很高的網絡。通常,G、E和Ex都是外接的。準確度較高的直流電位差計還有防泄漏屏蔽電路和靜電屏蔽電路。產生補償電壓的標準電阻器R，實際上是一個復雜的多樣化的電阻網絡,可構成多種直流電位差計的電路，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。 

直流電位差計使用 　

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