《物理化学实验》课程教学资源（实验讲义）电动势测定技术——电位差计的使用

电位差计电位差计是用补偿原理构造的仪器。根据被测电压和已知电压相互补偿的原理制成的高精度测量仪表。分交流、直流两种。用以测量电压、电流和电阻，交流电位差计还可测量磁性。原理当没有电流流过时，电池的正负极间的电势差等于电池的电动势。如有电流流过，因在电池内阻上有一定电压降（用电压表测量电池两极间的电压，就是这种情形），这时测得的不再是电池电动势，而只能称作端电压。若能在无电流流过时进行测量，就可直接测量电动势了。补偿法就是这样一种方法。电位差计分交流和直流两种，在生产和科研中广泛使用。例如生产半导体材料和元件时，常用铂一铂合金组成的温差电偶测量炉温，而温差电动势的变化只有几十微伏，不宜用电压表测量，一般都要用电位差计。电位差计还被用来准确测量电流和电阻。交流电位差计可用于磁性测量。如图所示的电路可以用来测定未知的电动势，图中Ex是被测电动势，EN是可以调节的已知电源。如调整EN值使回路中检流计指示零值（即回路里电流为零），则Ex与EN的关系是电动势方向相反，大小相等，故数值上有Ex=EN。这时电路达到电压补偿，这种方法称为补偿法。卡T'ENG图1电压补偿法电路传统电位差计电位差计分直流电位差计和交流电位差计。直流电位差计用于测量直流电压，使用时调节标准电压的大小，以达到两个电压的补偿。交流电位差计用于测量工频到声频的正弦交流电压。两同频率正弦交流电压相等时，要求其幅值和相位均相等，因此交流电位差计的线路要复杂一些，并且至少有两个可调量

电位差计 电位差计是用补偿原理构造的仪器。根据被测电压和已知电压相互补偿的原 理制成的高精度测量仪表。分交流、直流两种。用以测量电压、电流和电阻，交 流电位差计还可测量磁性。 原理 当没有电流流过时，电池的正负极间的电势差等于电池的电动势。如有电流 流过，因在电池内阻上有一定电压降(用电压表测量电池两极间的电压，就是这 种情形)，这时测得的不再是电池电动势，而只能称作端电压。若能在无电流流 过时进行测量，就可直接测量电动势了。补偿法就是这样一种方法。 电位差计分交流和直流两种，在生产和科研中广泛使用。例如生产半导体材料和 元件时，常用铂—铂铑合金组成的温差电偶测 量炉温，而温差电动势的变化只 有几十微伏，不 宜用电压表测量，一般都要用电位差计。电位差计还被用来准 确测量电流和电阻。交流电位差计可用于磁性测量。 如图所示的电路可以用来测定未知的电动势，图中 Ex 是被测电动势，EN 是可 以调节的已知电源。如调整 EN 值使回路中检流计指示零值(即回路里电流为零)， 则 Ex 与 EN 的关系是电动势方向相反，大小相等，故数值上有 Ex =EN 。这时 电路达到电压补偿 , 这种方法称为补偿法 。 传统电位差计 电位差计分直流电位差计和交流电位差计。直流电位差计用于测量直流电 压，使用时调节标准电压的大小，以达到两个电压的补偿。交流电位差计用于测 量工频到声频的正弦交流电压。两同频率正弦交流电压相等时，要求其幅值和相 位均相等，因此交流电位差计的线路要复杂一些，并且至少有两个可调量

电话表CA检测仪表兰辅贴电源O标准电压换测电压谢象用导线补健方法原理电位差计交流电位差计在市场上只有用于工频的产品，其他频率的交流电位差计均需自行设计制作。随着直流电流比较仪的理论和技术不断发展和完善，出现了准确度很高的直流电流比较仪式电位差计，其测量误差约为百万分之一数量级。在用电位差计校准电流表时，是通过用电位差计测量标准电阻上的电压来转化成标准电流，进而对电流表各点进行校正。估算电表校验装置的误差，并判断它是否小于电表基本误差限的1/3，进而得出校验装置是否合理的结论。估算时只要求考虑电位差计的基本误差限及标准电阻的误差，可用下式确定：显然，电表校验装置的误差还应包括标准电动势欠准、工作电流波动、线间绝缘不良等其它因素的影响，但考虑这些因素对教学实验就过于复杂了。式中电位差计测电压的不确定度用上面（5.8.1）式式来估算；级的标准电阻（本实验）的不确定度可用下式简化估算数字电位差计数字电位差计/电子电位差计型号：tx-YJ108B/1，是传统直流电位差计的更新换代产品，它采用先进的数字化、智能化技术同传统工艺相结合，在使用功能上完全覆盖原电位差计UJ33a、UJ33a-1等产品，可对热电偶和传感器、变送器等一次仪表输出的毫伏信号进行精密检测，也可作为标准毫伏信号源直接校验多种变送器及仪表。产品特点：数字直读发生（输出）和测量（输入）电压值：输出标准电压信号可带负载，直接校验各种低阻抗仪表；采用四端钮方式，消除小信号输出时测量导线误差；可发生对应多种热电偶分度号常用温度范围的毫伏值，温度直读显示；内附精密基准源，去除标准电池，避免环境污染，同时省却反复对标准要求，方便用户操作；带RS232标准接口，可与计算机通讯；外形尺寸：88×215×285mm

电位差计 交流电位差计在市场上只有用于工频的产品，其他频率的交流电位差计均需 自行设计制作。随着直流电流比较仪的理论和技术不断发展和完善，出现了准确 度很高的直流电流比较仪式电位差计，其测量误差约为百万分之一数量级。 在用电位差计校准电流表时，是通过用电位差计测量标准电阻上的电压来转化成 标准电流，进而对电流表各点进行校正。估算电表校验装置的误差，并判断它是 否小于电表基本误差限的 1/3，进而得出校验装置是否合理的结论。估算时只要 求考虑电位差计的基本误差限及标准电阻 的误差，可用下式确定： 显然，电表校验装置的误差还应包括标准电动势欠准、工作电流波动、线间绝缘 不良等其它因素的影响，但考虑这些因素对教学实验就过于复杂了。式中电位差 计测电压的不确定度用上面（5.8.1）式式来估算； 级的标准电阻（本实验 ）的 不确定度 可用下式简化估算 数字电位差计 数字电位差计/电子电位差计 型号：tx-YJ108B/1，是传统直流电位差计的更 新换代产品，它采用先进的数字化、智能化技术同传统工艺相结合，在使用功能 上完全覆盖原电位差计 UJ33a、UJ33a-1 等产品，可对热电偶和传感器、变送器 等一次仪表输出的毫伏信号进行精密检测，也可作为标准毫伏信号源直接校验多 种变送器及仪表。 产品特点：数字直读发生（输出）和测量（输入）电压值；输出标准电压信 号可带负载，直接校验各种低阻抗仪表；采用四端钮方式，消除小信号输出时测 量导线误差；可发生对应多种热电偶分度号常用温度范围的毫伏值，温度直读显 示；内附精密基准源，去除标准电池，避免环境污染，同时省却反复对标准要求， 方便用户操作；带 RS232 标准接口，可与计算机通讯；外形尺寸：88×215×285mm