直流电位差计原理和结构

直流电位差计介绍

    用于直流电路测量电压的电位差计。又称直流补偿器。分为经典式直流电位差计和直流电流比较仪式电位差计两大类。 

直流电位差计原理和结构

 　1841年，J.C.波根多尔夫提出一种补偿方法, 使被测电压Ex与大小已知且可调的另一电压（称为补偿电压或标准电压）按相同极性对接,调节标准电阻器R 使检流计G指零,则对接的两根导线中没有电流,此时Ex被补偿，Ex与补偿电压相等：Ex=IR,已知电流I和电阻R 即可求得Ex。 

　　补偿电压是恒定电流I在三端可变标准电阻器R上产生的，这是波根多尔夫的*种补偿方法──恒定电流法。若令图中电阻R不变而改变电流I，同样可以得到大小已知且可调的补偿电压，这是波根多尔夫的第二种补偿方法──恒定电阻法。 

　　经典式直流电位差计以电阻网络为基础，主要采用波根多尔夫的*种补偿方法(图2), 也可采用第二种或兼容*、第二种补偿方法。为了将电流I标定到一个准确的固定数值,直流电位差计中设置了由标准电池Ex、标准电阻器Rx组成的另一个补偿电路：当开关K在位置N时，改变调节电阻r使检流计G指零，得到；测量时，开关K放在位置X,调节标准电阻器R使检流计指零，得到。是两个电阻的比值，只要这个比值（而不是每一个个别的电阻器保持较高的准确度和稳定性，测量得到的数据的准确度就很高。这是直流电位差计比较容易做到较高的测量准确度的主要原因，也是直流电位差计按元件自检的根据。 

　　直流电位差计包括 3个电路：测量电路即R、G和Ex；电流调定电路即Rx、Ex和G；辅助电源E和其调节电路即E、r，其中r是一个调节细度很高的网络。通常,G、E和Ex都是外接的。准确度较高的直流电位差计还有防泄漏屏蔽电路和静电屏蔽电路。产生补偿电压的标准电阻器R，实际上是一个复杂的多样化的电阻网络,可构成多种直流电位差计的电路，例如测量低电压的迪塞霍斯特电路、维纳电路,测量高电压的福伊斯纳-布鲁克斯电路等。 

直流电位差计使用 　

直流电位差计主要用于测量(或比较)电压，或已转换为电压的各种电量、电参数。其主要优点是测量时不从被测回路取出电流，也无电流注入被测回路。当被测电压的大小超过电位差计的测量上限（一般只有几伏）时，要用分压器先将被测电压分压，然后进行测量。用直流电位差计测量被测电流在已知的标准电阻器上产生的电压降，可以间接测量电流。用直流电位差计比较四端电阻时，可以*消除电位端引线的影响。使用直流电位差计时，夏天因相对湿度较大，应注意消除泄漏电流的影响；冬天因相对湿度较低，应注意防止静电引起的干扰。测量低电压时，还应注意消除温差电动势等杂散电动势的影响。