中华人民共和国国家标准
直流电位差计
Direct-current potentiometers
1 范围
本标准适用于准确度等级为0.0001～0.1〔1ppm～1000ppm(百万分之几)1×10-5～1×10-3(科学标记法scientific notation)〕的直流电位差计，并适用于上述电位差计的内附辅助设备。
本标准不适用于自动获得零平衡的电位差计，不适用于那些借平衡检测器刻度获得部分指示值的电位差计，也不适用于与电位差计一起使用的外部辅助设备。
2 术语与定义
下列诸定义适用于本标准。
2.1 直流电位差计(以下简称电位差计)D.C potentiometer
是一个测量电压的仪器，它用一个已知电压与被测电压相平衡，该已知电压可以由固定电流流过可调电阻或由可调电流流过固定电阻来获得，或者由它们的组合而获得。
2.2 测量盘measuring dials
用来确定被测量数值的标度盘。如果有的话，还应乘上相应的量程因数。
2.3 有效量程effective range
对于某一规定量程因数，电位差计在规定的准确度下能够测量的标度盘示值范围。
2.4 量程变换器effective range
一个可将有效量程乘上一个被称为“量程因数”的系数(如0.1)的装置。
2.5 电位差计的标准化standardization of a potentiometer
为保证电位差计测量时的准确示值所必须的调整。
2.6 标度盘示值dial setting
电位差计标准化后，当确定被测量电压时，电位差计平衡后测量盘的示值。如必要的话，需再乘上量程因数。
2.7 辅助设备auxiliary equipment
能保证使电位差计按规定而准确安全地工作所必须的附加设备。它可以是，也可以不是电位差计整体的一部分。
2.8 分辨力resolution
相当于最低值测量盘的一个步进电压或最小分度电压。
2.9 线路绝缘电压(标称线路电压) circuit insulation voltage(nominal circuit voltage)
可施加于电位差计线路而对接触电位差计不至成为危险的最高对地电压。
注：辅助线路(如有的话)可以有不同的线路绝缘电压(标称线路电压)值。
2.10 一个量的纹波含量ripple content (of a quantity)
波动分量的均方根值/直流分量值
2.11 泄漏电流屏蔽(线路leakage current screen(circuit)
防止泄漏电流影响测量结果的一个导电通路。
2.12 静电屏蔽electrostatic screen
一个导电的外壳或涂层，使所包围的空间不受外界的静电影响。
2.13 测量端measuring terminals
连接被测电压线路的端钮。
2.14 测量线路measuring circuit
与(或能够与)测量端导电连接的电位差计内部线路。
2.15 被测量线路选择器开关measured quantity circuit selector switch
可选择各测量端组接到测量线路的开关。
2.16 电位差计的残余电动势residual e.m.f of a potentiometer
当电位差计工作而其测量盘都置于零时，由于电位差计自身的缘故，出现在测量端上的开路电压。
2.17 增量线性度incremental linearity
电位差计的综合线性度由以下两方面表示：
a.表示同一值的任何两个不同的测量盘示值所产生的电压恒定性；
b.任一测量盘的两个相邻示值之间产生的电压增量的恒定性。
2.18 影响量influence quantity
除被测量外，易于引起标度盘示值发生不希望变化的量。
2.19 共模电压common mode voltage
分别或共同(按规定)地存在于某一测量端(称为共模电压参考端)与接地端，或泄漏电流屏蔽端，或静电屏蔽端之间的电压。
2.20 影响量引起的变差variation with influence quantity
当某一影响量依次取两个不同规定值时，同一个被测量两次测量值之间的差。
2.21 参考条件reference conditions
使电位差计满足有关基本误差的规定的条件。
2.22 参考值reference value
一个影响量的规定单值，在其规定的允差内，电位差计满足有关基本误差的要求。
2.23 参考范围reference range
影响量的规定数值范围，在此规定范围内，电位差计满足有关基本误差的要求。
2.24 标称使用范围nominal range of use
引起的变差不超过规定极限时，各影响量值能取的规定范围。
2.25 影响量的极限值limiting values of an influence quantity
不使电位差计受到损坏或造成永久性变化，以致不再满足其准确度等级要求的一个影响量可取的最大值。
2.26 基准值fiducial value
为了规定电位差计的准确度供各有效量程作参考的一个单值。
除非制造单位另有规定，有效量程的基准值规定为该量程中最大的10的整数幂。
例如：电位差计最大标度盘示值为1.8V，量程因数为1，0.1和0.01则各有效量程的基准值分别为1.0V，0.1V和0.01V。
2.27 误差error
由标度盘示值减去被测量的真值所得到的差值。
由于真值不能由测定来确定，所以就用在规定的测试条件下和规定的时间内所得到的值来代替，该值是由国家测量标准或用户与制造单位一致同意的测量标准导出。
注：不附于电位差计内的任何辅助设备的误差均不包括在电位差计误差内。
2.28 基本误差intrineic error
在参考条件下确定的误差。
2.29 准确度accuracy
电位差计的准确度由基本误差极限和由影响量引起的变差极限来限定。
2.30 准确度等级accuracy class
电位差计的等级，凡符合本标准全部要求的所有电位差计，都可用相同的数字表示其准确度。
2.31 等级指数class index
标志准确度等级的数字。
2.32 失真系数(一个量的总谐波) distortion factor(total harmonic)(of a quantity)
3 分类
本标准规定的电位差计，按照2.30条定义的准确度等级作如下分类：
电位差计的等级指数可用a以百分数表示、b以ppm表示、c以科学标记法表示。
如果电位差计有几个测量量程，各量程可以有各自的等级指数。
4 基本误差的极限
如果遵守制造单位所规定的使用、运输和贮藏条件，电位差计从交货检定日或制造单位(或负责任的供货者)与用户商定的另一日起在一年内，应满足其各自准确度等级规定的相应的基本误差极限。
注：对于电位差计，与时间有关的稳定性是一个基本特性，这里仅规定为一年，但经验证明，由老化作用而引起的变化率随时间而减小。
4.1 基本误差的允许极限
电位差计误差的允许极限由两部分组成：
与基准值有关的常数项；
与标度盘示值成比例的可变项。
由二项式分别给出正、负两个极限值。
式中：Elim-是误差的允许极限值，V；
Un-是基准值，V；
x-是标度盘示值，V；
c-是等级指数，以百分数表示。
*除基波外。
当等级指数c用ppm表示时，应使用下列公式：
当等级指数c用科学标记法表示时，应使用下列公式：
4.2 增量线性度
4.2.1 对应于同一被测量值所获得的任意两个标度盘示值误差的值，应不超过基本误差允许极限的一半。
4.2.2 任何一个测量盘的任意两个相邻的标度盘示值误差的差值，应不超过与该示值符号相同的基本误差的允许极限平均值的一半。
4.3 分辨力
分辨力不应有值超过：
0.5c/100Un(等级指数c百分数表示)。
或：0.5c/1000000Un(等级指数c用ppm表示)。
或: 0.5cUn(等级指数c用科学标记法表示)。
4.4 量程变换器
如果在改变量程时，电位差计需重新标准化，制造单位应予指明。
4.5 电位差计的标准化独立线路
如果电位差计在任何量程上不用测量盘，而是独立线路进行标准化时，由这种标准化引入的附加误差应不超过允许基本误差的一半。
5 基本误差的确定条件
5.1 各有关影响量的参考值，如表1所示。
5.2 任何测量前，应有足够的时间使电位差计达到稳定状态，并在影响量的参考值下达到均衡。
5.3 泄漏电流屏蔽和静电屏蔽(如果有的话)应按制造单位的指示连接。
表1 影响量的参考条件和允差
续表1
注：①对参考范围或标称范围，不允许有允差。
②制造单位在标明温度时，应从20℃、23℃和27℃中选择*。
③这涉及到有关的外部直接电源的纹波分量，外部电压参考源(如有的话)的纹波以及迭加在被测量上的纹波。
④直流电源变化的影响不予考虑，它们一般在标准化过程中被排除。
6 允许的变差
6.1 变差的极限
当电位差计在表1给出的参考条件下而单个影响量按照6.2条变化时，变差应不超过表2和6.3条的规定值。
采用说明：*IEC 523-75(79年第一次修订稿)《直流电位差计》原文为“根据IEC 160，应从20℃、23℃和27℃中选择。”
表2 标称使用范围的极限和允许的变差
注：①以允许基本误差的百分数表示。
②从施加被测量的两个端钮之间看过去的电阻，即为外电路电阻，应不超过10kΩ。
6.2 变差的确定条件
6.2.1 应对各个影响量来确定变差，在各次测定期间，所有其它影响量均应保持在其参考条件下。
6.2.2 变差评定如下：
6.2.2.1 当对电位差计指定一个参考值时，影响量应在该值和表2给出的标称使用范围极限内的任意值之间变化。
6.2.2.2 当对电位差计指定一个参考范围和标称使用范围时，影响量应在参考范围的各个极限和与之相部的标称使用范围部分内的任意值之间变化。
6.3 共模电压影响的确定
共模电压的影响取决于被测量的外部电路的电阻。
共模电压的影响可按下述方法确定：
附录A中给出的直接法，或者附录B中给出的间接法。
如果电位差计的外壳是用绝缘材料制成的，可用一个导电的支撑板代替接地端钮。
确定共模电压的影响试验仅按制造单位与用户之间的协议进行。
6.4 由外界磁场影响引起的变差
当在制造单位规定的标称使用范围内(见表2)测定的变差应不超过表2中所规定的极限，这项试验的仪器在本标准的附录C中叙述*，或由制造单位与用户双方协议，可以使用在电位差计不存在的试验条件下，能产生均匀磁场的其它装置。
线圈内的电流应依次是各个方向的直流电流和电源频率的(45～65Hz)交流电流。
注：这项试验的目的是确定使用变压器器件的(例如电流比较仪式电位差计)直流电位差计对外界磁场的充分抑制效果。但是，应该注意完全由电阻器构成的曜闰差计在交流磁场内工作时，在电路中可能产生显著的交流电流。这种交流电流通过以下途径能产生直流误差。
a.与指零仪工作的互相作用；
b.在电路中的整流势迭层上(例如开关触点上的氧化铜或标准电池的化学界面)产生直流误差电压。
因此在使用电位差计时，应采取适当的预防措施，以避免误差发生。
7 附加的电气和机械要求
7.1 电压试验和其它安全要求
电位差计的试验电压与其线路绝缘电压(标称线路电压)有关，在表中列出了与各线路绝缘电压(标称线路电压)相应的试验电压值**。
表3 测量线路的线路绝缘电压(标称线路电压)、标志和试验电压
采用说明：
*IEC523的原文为：“在IEC51号出版物一文的6.3.4款中叙述”。
**IEC523的原文为：“对电压试验和其它安全要求包括在IEC414《指示与记录电气测量仪表及其附件的安全要求》中，应予参考。”
***IEC414的原文为：“按4.2条要求置于星形符号内的数字。”
续表3
7.2 功能绝缘试验
7.2.1 本试验的目的在于确定当测量一个具有高达10kΩ的源电阻或具有10kΩ或更大的对地电阻的电压时，电位差计的内部泄漏不会显著降低测量准确度。
7.2.2 在直流500V±10%的电压下，从不作任何连接的任意二点间测得的绝缘电阻值应不低于表
4中给出值。
测试应在施加电压后1至2分钟之间进行。
表4 绝缘电阻的最小值
7.2.3 如果在500V电压下测量绝缘电阻值，2分钟后在等于或高于绝缘的要求值上不稳定时，可以使用较低的试验电压，另外也可采用间接法测定绝缘电阻。
7.2.4 如果不能获得要求的绝缘电阻时，制造单位应说明可能获得的最小绝缘电阻值和设计电位差计使之工作所依据的最大源电阻。
7.3 被测量线路的选择开关
被测量线路的选择开关(如有的话)应这样安排，使所有未被选择的被测量线路完全被隔离。开关动作时，几个被测量线路即使是在瞬间也不应该连接到一起。
7.4 电位差计的调节
如果为建立正确工作或对电位差计进行标准调节时，它们在操作时应平滑和连续并应具有微调，以便使电位差计电流能以小于或等于相应等级指数10%的分辨力进行调节。
7.5 贮存、运输和使用的温度极限
除非制造单位另有规定，电位差计应能在-10～50℃的环境温度中经受暴露而不损坏，恢复到参考条件后，电位差计应满足本标准的要求。
注：①如电位差计装在机架或试验台上，应注意确保其工作所需的通风不受阻挡。
②如果电位差计有内附标准电池或其它会因温度变化而损坏的器件时，制造单位可以规定其它温度值。
8 资料、标志和符号
8.1 资料
8.1.1 制造单位应给出下列资料：
a.制造单位(或能负责任的供货者)的名称或商标；
b.制造单位(或能负责任的供货者)给出的型号；
c.顺序号；
d.有效量程、分辨力和测量的量程因数；
e.等级指数；
f.如果与表1和表2给出的不同时，温度的参考值和标称使用范围；
g.如必要时，应给出参考位置和位置的标称使用范围；
h.如必要时，应给出辅助设备的主要参数，特别是电压参考源和电流源设备在主要参数；
辅助电源的标称电压或电压的标称范围(如有的话)
辅助电源的标称频率或频率的标称范围(如有的话)；
i.电位差计的标准化和使用步骤；
如果绝缘电阻值小于表4(见7.2.4款)规定值和适用于正确工作的最大源电阻；
j.线路图、元件值和可替换部件清单；
k.影响量如果与表1和表2给出的不同时，则应给出其它影响的(见f和g)参考值(范围)和标称使用范围；l.试验电压。
8.1.2 如果检定证书是由制造单位或负责任的供货者与用户之间协商供给的话，应包括下列内容：
a.检定值及其不确定值；
b.检定日期；
c.检定单位名称。
8.2 标志、符号及其位置
标志和符号应清晰易读和不易擦掉。
应使用表5中规定的符号。
8.2.1 下列内容应在铭牌或外壳上标出：
8.1条中的a、b、c、e(使用E-5，E-7或E-8的符号)、g(使用D-1至D-6的符号)、1(使用C-1至C- 3的符号)。
另外还应作出下列标志：
“直流电位差计”或和其它文种表达的这一术语。
必要时，符号F-33表示在另给的文件中给出的一些其它必要的内容。
如果标出参考值或参考范围时，应在字下划线以便辨认。
8.2.2 所有端钮应标出极性(如果必要时)，功能和电源特性。
特别是在下列端钮的附近应作出标志以便识别：
a.测量端钮；
b.连接辅助设备的端钮；
c.接地端钮，如有的话(用符号F-31)；
d.泄漏电流屏蔽(线路)端钮，如有的话；
e.静电屏蔽端钮，如有的话。
辅助电源的接线图应标在辅助电源连接器附近或辅助电源软线进入口附近。
8.2.3 在铭牌或外壳上，或在另给的文件中给出下列内容：8.1条中的d、f、k。
8.3 文件
8.3.1 文件应说明：
8.1条中a、b、c、h、i、j、d、f、k，如在铭牌或外壳上没有标出时(见8.2.3款)。
8.3.2 当按8.1.2款提供检定证书时，应说明：
8.1条中的a、b、c、m、n、o。
8.4 电位差计的标志示例
在此例中，标志提供下列内容：
a.直流电位差计，型号为A、B、C、D，编号为12345，由N.N.制造；
b.等级指数：1×10-4；
c.量程因数为1时；
有效量程为(0……1.1V)×1，分辨力为10μV；
量程因数为0.1时：
有效量程为(0……1.1V)～0.1，分辨力为1μV；
d.温度的参考值：23℃，
标称使用范围从13～33℃，
因为这些值与表1和表2的规定值不同，所以要标明；
e.更详细的内容在另给的文件中给出；
f.试验电压为500V。
表5 标志电位差计用的符号*
采用说明：
*IEC523原文中为：“这些符号大多数摘自IEC51中的表Ⅺ。”
续表5
续表5
续表5
`
附录A共模电压影响的确定直接法(补充件)
对一个给定的被测量，当将一个共模电压施加于测量端的一个端钮时，根据所引起的标度盘示值的变化就可以直接得到共模电压的影响。
如果电位差计的外壳是导电的，则在每个测量端与外壳之间施加规定的共模电压值。如果电位差计的外壳是绝缘材料制成的，则在各测量端钮与导电的支撑板之间施加规定的共模电压值。
为了使辅助设备的泄漏电阻不致影响试验结果，就应采取一切防护措施。辅助设备是指不附在电位差计内的，例如：标准电池、指零仪、电源。
以及外部测量线路，都应仔细地同电位差计外壳(或同导电的底板)绝缘。
当一定要使用有辅助交流电源的外部设备或测量线路时，必须做好防护措施，以免同交流电流耦合而影响试验结果。
当电位差计本身具有泄漏电流屏蔽时，应按制造单位规定连接。
反之，在没有制造单位的声明时，静电屏蔽(若有的话)应与外壳和地连接。
共模电压影响的确定应按下述情况执行：
a.使用外部测量线路，其阻值基本为零；
b.使用约为10kΩ的外部测量线路，共模电压依次施加到二个测量端钮上。
进行试验时至少使用三个被测量，以使之扩展到整个有效量程，每次试验都要使用二种极性的共模电压。
在所有其它试验条件保持不变的情况下，按上述试验测得的值与未加共模电压时所测得的值之差即为变差。
变差应不超过表2给出的值。
附录B共模电压影响的确定间接法(迭加法)(补充件)
迭加法通常比附录A中所述的直接法更切合实际。
间接法是在平衡状态下以极普通的迭加原理为依据的。在这种情况，不对电位差计内部测量线路通电就能确定共模电压影响。
短路直接电源的连接端钮，当辅助电源是在电位差计内部时，必须首先从内部断开其线路。
电位差计的指零仪应按正常状态使用，当指零仪外接时，应按正常的方法接到电位差计的端钮，但必须采取必要的防护措施，以便保证指零仪与电位差计的外壳(或与放置电位差计的导电板)之间有足够的绝缘，必要时也要与直流电源保持足够的绝缘。总之应采取一切防护措施，以免试验设备和外部辅助设备的泄漏电阻影响试验结果。
如果电位差计在内部测量线路与指零仪的一端之间，或与外部测量线路的一端之间有一内附开关。则在进行试验时应闭合该开关。
用共模电压的规定值，做如下二次试验：
测量线路的二端钮短路，在这二端钮与电位差计外壳(或放置电位差计的导电板)之间施加共模电压；
在测量线路的两端钮之间接10kΩ的电阻，共模电压依次施加于一个端钮，然后再加到另一个端钮。
上述两项试验都要使用两种极性的共模电压，并且至少使用到遍及整个有效量程的三个标度盘示值。
相对于未加共模电压时由指零仪测得值的变差，应不超过表2给出的值。
附录C外磁场试验(补充件)
用来产生磁感应的电流，其种类和频率应与激励测量器件的电流种类和频率相同。当测量器件打算使用直流和交流两种电流时，磁场的感应依次由直流和交流产生。在所有情况下磁感应应达到相位和方向最不利的组合状态。
仪器与活动器件一起安放在平均直径为1米的线圈中心。线圈的横截面成正方形。径向尺寸与直径相比要小得多。
注：当无被试仪器时，在规定的400A(安一匝)线圈中心将产生0.5mT的磁感应。
仪器外形尺寸大于250mm时，应在平均直径为不小于仪器最大尺寸4倍的线圈中试验。
附加说明：
本标准与国际电工委员会(IEC)523-75(79)《直流电位差计》出版物等效，仅作编辑性修改。
实验八 电位差计的原理和使用 【实验目的】 1．掌握电位差计的工作原理和正确使用方法，加深对补偿法测量原理的理解和运用。 2．训练简单测量电路的设计和测量条件的选择。 【实验仪器】 UJ31型直流电位差计、SS1791双路输出直流稳压电源、标准电池、标准电阻、AC15/5灵敏电流计、FJ31型直流分压箱、滑线变阻器、直流电阻箱、待校验电表、待测干电池、待测电阻、开关和导线等。 【实验原理】 如图5.8.1所示，电位差计的工作原理是根据电 压补偿法，先使标准电池E n 与测量电路中的精密电阻R n 的两端电势差U st 相比较，再使被测电势差（或电压）E x 与准确可变的电势差U x 相比较，通过检流计G 两次指零来获得测量结果。电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。 校准：将K 2打向“标准”位置，检流计和校准电路联接，R n 取一预定值，其大小由标准电池E S 的电动势确定；把K 1合上，调节R P ，使检流计G 指零，即E n = IR n ，此时测量电路的工作电流已调好为 I = E n /R n 。校准工作电流的目的：使测量电路中的R x 流过一个已知的标准电流I o ，以保证R x 电阻盘上的电压示值（刻度值）与其（精密电阻R x 上的）实际电压值相一致。 测量：将K 2打向“未知”位置，检流计和被测电路联接，保持I o 不变（即R P 不变），K 1合上，调节R x ，使检流计G 指零，即有E x = U x = I o R x 。 由此可得x n n x R R E E = 。由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据R x 电阻值标出其对应的电压刻度值，因此只要读出R x 电阻盘刻度的电压读数，即为被测电动势E x 的测量值。 所以，电位差计使用时，一定要先“校准”，后“测量”，两者不能倒置。 【实验装置】 1. UJ31型电位差计 UJ31型箱式电位差计是一种测量低电势的电位差计，其测量范围为 mV .V 1171-μ(1K 置1?档)或 mV V 17110-μ（1K 置10?档）。使用 图5.8.1 电位差计的工作原理 + - -++- + -标准 检流计 5.7-6.4V 未知1 未知2 K 1 R P2 R P3 R P1 R n K 2 I II III 1.01×10 ×1 未知1 未知2 标准断断 粗 中 细
实验10 直流电位差计的原理及应用 【实验目的】 1、学习“补偿法”在实验测量中的应用。 2、掌握电位差计的工作原理及其测量的基本方法。 3、学习对实验电路参数的估算及校准方法。 【实验仪器】 DH325型十一线电位差计 1台 DHBC -5标准电势与待测电势 1台 1、DHBC -5标准电势与待测电势面板示意图 注意：DHBC -5标准电势与待测电势的标准电势：1.0186V ，精度为0.01%；待测电势：0～1.9V 连续可调。严禁作为电源外接负载使用。 【实验原理】 1.补偿法原理 补偿法是一种准确测量电动势（电压）的有效方 法。如图1所示。设E 0为一连续可调的标准电源电 动势（电压），而E X 为待测电动势，调节E 0使检流 计G 示零（即回路电流I=0），则E X = E 0。上述过程的实质是，不断地用已知标准电动势（电压）与待测 图1 补偿法原理图 的电动势（电压）进行比较，当检流计指示电路中的电流为零时，电路达到平衡补偿状态，此时被测电动势与标准电动势相等，这种方法称为补偿法。这和用一把标准的米尺来与被测物体（长度）进行比较，测出其长度的基本思想一样。但X
其比较判别的手段有所不同，补偿法用示值为零来判定 。 但电动势连续可调的标准电源很难找到，那么怎样才能简单地获得连续可调 的标准电动势（电压）呢？简单的设想是：让一阻值连续可调的标准电阻上流过一恒定的工作电流，则该电阻两端的电压便可作为连续可调的标准电动势。 2．电位差计测量原理 2 是一种直流电位差计的原理简图。 图2 电位差计原理图 它由三个基本回路构成： ① 工作电流调节回路，由工作电源E 、限流电阻R P 、标准电阻R N 和R X 组成。 ② 校准回路，由标准电池E N 、检流计G 、标准电阻R N 组成。 ③ 测量回路，由待测电动势E X ，检流计G ，标准电阻R X 组成。通过测量 未知电动势E X 的两个操作步骤，可以清楚地了解电位差计的原理。 （1）“校准”：图中开关K 拨向标准电动势E N 侧，取R N 为一预定值（对 应标准电势值E N =R N ×I 0=1.0186V ），调节R P 使检流计G 示值为零，使工作电流回路内的R X 中流过一个已知的“标准”电流I 0，且N N R E I =0。 （2）“测量”：将开关K 拨向未知电动势E X 一侧，保持I 0不变，调节滑动触 头B ，使检流计示零，则N N X X X E R R R I E =?=0。被测电压与补偿电压极性相抵且大小相等，因而互相补偿（平衡）。这种测E X 的方法叫补偿法。补偿法具有以下优点：
数字万用表的类型多达上百种，按量程转换方式分类，可分为手动量程式数字万用表、自动量程式数字万用表和自动／手动量程数字万用表；按用途和功能分类，可分为低档普及型（如DT830型数字万用表）数字万用表、中档数字万用表、智能数字万用表、多重显示数字万用表和专用数字仪表等；按形状大小分，可分为袖珍式和台式两种。数字万用表的类型虽多，但测量原理基本相同。下面以袖珍式DT830数字万用表为例，介绍数字万用表的测量原理。DT830属于袖珍式数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于3z位万用表。 同其他数字万用表一样，DT830型数字万用表的核心也是直流数字电压表DVM（基本表）。它主要由外围电路、双积分A／D转换器及显示器组成。其中，A／D转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片ICL7106构成的。 （1）直流电压测量电路图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。 图1 数字万用表直流电压测量电路原理图 （2）直流电流测量电路图2为数字万用表直流电流测量电路原理图，图中VD1、VD2为保护二极管，当基本表IN＋、IN一两端电压大于ZOOmV时，VD1导通，当被测量电位端接入IN一时，VD2导通，从而保护了基本表的正常工作，起到“守门”的作用。R2～R5、RC．分别为各挡的取样电阻，它们共同组成了电流－电压转换器（I／U），即测量时，被测电流△在取样电阻上产生电压，该电压输人至IN＋、IN—两端，从而得到了被测电流的量值。若合理地选配各电流量程的取样电阻，就能使基本表直接显示被测电流量的大小。
直流电位差计的原理与应用 比较式仪表是将被测量和已知标准量进行比较而确定被测量大小的仪表，分为补偿测量仪表和电桥测量仪表。用来与被测量进行比较的已知标准量具有标准电池、标准电阻、标准电容和标准电感等。比较仪表借助检流计指零实现平衡。通常，比较式测量仪表的测量过程就是通过调节可调元件使比较所得的差值逐步减小到零的过程。这种方法比直读测量具有更高的精确度。 补偿法是电磁测量的一种基本方法。补偿法测量仪表有全补偿和差值补偿两种。全补偿法是将被测量（仅限电压）与标准量比较，检测为0，两值相等。测量仪表理论上不从被测对象获取能量。差值补偿是利用标准量将被测量绝大部分补偿掉，微差检出，减少测量误差。 电位差计是电磁学测量中利用补偿原理来直接精密测量电动势或电位差的一种精密仪器。其突出优点是在测量电学量时，它不从被测量电路中吸取任何能量，也不影响被测电路的状态和参数，所以在计量工作和高精度测量中被广泛利用。测量的直流电压的误差可小于±0.005%。它用途很广泛，可以用来精确测量电动势、电压，与标准电阻配合还可以精确测量电流和电阻和功率等，还可以用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，有些电器仪表厂则用它来确定产品的准确度和定标，它不仅被用于直流电路，也用于交流电路。因此在工业测量自动控制系统的电路中得到普遍的应用。 一、直流电位差计工作原理 1.补偿原理 在直流电路中，电源电动势在数值上等于电源开路时两电极的端电压。因此，在测量时要求没有电流通过电源，测得电源的端电压，即为电源的电动势。但是，如果直接用伏特表去测量电源的端电压，由于伏特表通过电流反应电压总要有电流通过，而电源具有内阻，因而不能得到准确的电动势数值，所测得的电位差值总是小于电位差真值。为了准确的测量电位差，必须使分流到测量支路上的电流等于零，直流电位差计就是由此而设计的。 补偿原理就是利用一个电动势去抵消另一个电动势，其原理可用图一来说明。两个电源E 和x E 正极对正极，其中E 为可调标准电源电动势，x E 为未知电源电动势，中间串联一个检流计G 接成闭合回路。如果要测电源x E 的电动势，可通过调节电源E ，使检流计读数为零，电路中没有电流，此时表明E X =E ，x E 两端的电位差和E 两端的电位差相互补偿，这时电路处于补偿状态。若已知补偿状态下E 的大小，就可确定x E ，这种利用补偿原理测电位差的方法称为补偿法，该电路称为补偿电路。 图一 补偿电路 2.电位差计原理 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计，其测量原理可分别用图二和图三来说明。图二为电位差计定标原理图，其中ABCD 为辅助工作回路，由电源E 、限流电阻R 、长粗细均匀电阻丝AB 串联成一闭合回路；MN 为补偿电路，由待测电源En 和检流计G 组成。电阻箱R 用来调节回路工作电流I 的大小，通过调节I 可以调整每单位长度电阻丝上电位差V 0的大小，M 、N 为电阻丝AB 上的两个活动触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB 上取适当的电位差来与测量支路上的电位差补偿，它相当于补偿电路（图一）中的En ，提供了一个可变电源。当回路接通时，根据欧姆定律可知，电阻丝AB 上任意两
用万用表来测量直流电流和直流电压的工作原理
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用万用表来测量直流电流和直流电压的工作原理 万用表是我们用电检测仪器中最常用的，万用表使用有很多小技巧，今天就来与大家分析一下用万用表来测量直流电流和直流电压的工作原理。 1、首先来看看直流电流测量电路工作原理 指针式万用表的主要元件是一只磁电系电流表，通常称为表头。但一只表头只能测量小于它的灵敏度的电流。为了扩大被测电流的量程，就需要给它并上分流电阻，使流过表头的电流为被测电流的一部分从而扩大量程。为了在测量大小不同电流时得到一定的精确度，电流表都是设计成多档量程的。 应用最多的是闭路抽头式分流电路，其电路如图所示。图中R1～R5统称为总分流电阻RS，实际产品中，为了便于调整和成批生产，
总分流电阻RS大多采用较大的整数千欧的阻值，表头上再串联一只可变线绕电阻R0，当表头参数有变化时仍可以得到补偿并方便调整。 2、直流电压测量电路工作原理 根据欧姆定律U=IR，则一只灵敏度为I、内阻为R的电流表，本身就是一只量程为U的电压表，如一只100μA的电流表，它的内阻为1.5KΩ，能用来测量的电压量程为0.15V, 显然是不实用的，但是我们可以给它串接一只电阻，来扩大它的量程范围。 如串接一只8.5 KΩ的电阻，量程就可扩展为1V，这时该电压表的内阻为10KΩ。这就引出直流电压灵敏度这一概念了；针对该例，这只电压表测量每伏直流电压时需要10KΩ内阻，即：10KΩ／V。有了电压灵敏度就个概念，就可以很方便的将电压表各档的内阻计算出来。 同时，直流电压灵敏度越高，测量直流电压时分去的电流越小，测量结果越准确。直流电压测量电路如图2所示。图中RS为直流电流档的分流电阻，R6～R10为各电压测量档的降压电阻。
电工万用表 电工万用表是一种多功能、多量程、便于携带的电子仪表，可以用来测量直流电流、电压，交流电流、电压，电阻，音频电平和晶体管直流放大倍数等物理量。万用表由表头、测量线路、转换开关以及测试表笔等组成。万用表可以分为模拟式和数字式万用表。模拟式万用表是由磁电式测量机构作为核心，用指针来显示被测量数值；数字式万用表是由数字电压表作为核心，配以不同转换器，用液晶显示器显示被测量数值。电工万用表的测量范围包括：直流电压、直流电流、交流电流、电阻。 数字万用表相对来说，属于比较简单的测量仪器。下面教大家数字万用表的正确使用方法。从数字万用表的电压、电阻、电流、二极管、三极管、MOS场效应管的测量等测量方法开始，让你更好的掌握万用表测量方法。
一、电压的测量 1、直流电压的测量，如电池、随身听电源等。首先将黑表笔插进“com”孔，红表笔插进“V Ω ”。把旋钮选到比估计值大的量程（注意：表盘上的数值均为最大量程，“V－”表示直流电压档，“V～”表示交流电压档，“A”是电流档），接着把表笔接电源或电池两端；保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取，若显示为“1.”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量工业电器。如果在数值左边出现“-”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此
时红表笔接的是负极。 2、交流电压的测量。表笔插孔与直流电压的测量一样，不过应该
将旋钮打到交流档“V～”处所需的量程即可。交流电压无正负之分，测量方法跟前面相同。无论测交流还是直流电压，都要注意人身安全，不要随便用手触摸表笔的金属部分。 二、电流的测量 1、直流电流的测量。先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200mA的电流，则要将红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”档；若测量小于200mA的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。调整好后，就可以测量了。将万用表串进电路中，保持稳定，即可读数。若显示为“1.”，那么就要加大量程；如果在数值左边出现“-”，则表明电流从黑表笔流进万用表。 交流电流的测量。测量方法与1相同，不过档位应该打到交流档位，电流测量完毕后应将红笔插回“VΩ”孔，若忘记这一步而直接测电压，哈哈！你的表或电源会在“一缕青烟中上云霄”－－报废！ 三、电阻的测量 将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程，用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这样会影响测量精确度的－－人体是电阻很大但是有限大的导体。读数时，要保持表笔和电阻有良好的接触；注意单位：在“200” 档时单位是“Ω”，在“2K”到“200K“档时单位为“KΩ ”，“2M”以上的单位是“MΩ”。
实验三、直流电位差计测电动势 【实验目的】 1、掌握电位差计的工作原理和结构特点。 2、学习电位差计测量电池的电动势和内阻。 【实验仪器】 直流电位差计实验仪、滑线式十一线电位差计、导线 【实验原理】 1、补偿原理 补偿原理就是利用一个电压或电动势去抵消另一个电压或电动势，其原理可用图1来说明。E n 为可调标准电源，中间串联一个检流计G 接成闭合回路。如果要测电源x E 的电动势，可通过调节 电源E n ，电路没有电流，此时表明x n E E =，这时电路处 于补偿状态。若已知补偿状态下E n 的大小，就可确定x E ， 这种利用补偿原理测电位差 的方法叫补偿法。 2 、电位差计原理 图2 定标 图3 测量未知电动势 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计，其测量原理可分别用图2和图3来说明。图2为电位差计定标原理图，其中ABCD 为工作回路，由电源E 、限流电阻R 、均匀电阻丝AB 串联成一闭合回路。电阻箱R 用来调节回路工作电流I 的大小，通过调节I 可以调整每单位长度电阻丝上电位差的大小，M 、N 为电阻丝AB 上的两个活动触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB 上取适当的电位差来与测量支路上的电位差补偿，它相当于补偿电路图1中的En ，提供了一个可变电源。 本实验采用滑线式十一线电位差计，电阻AB R 是11m 长均匀电阻丝。按图2连线，移动滑动头M 、N ，使M 、N 之间的电阻为s R ，调节工作电路中的电阻R ，使补偿回路达到平衡，即流过检流计G 的电流为零，此时s s E IR =;按图3连线，调节M ’、N ’之间长度，使M ’、N ’点间的电位差等于待测电动势x E ，此时流过检流计G 的电流为零， 达 图1 补偿法
万用表是用来测量交直流电压、电阻、直流电流等的仪表。是电工和无线电制作的必备工具。 初看起来万用表很复杂，实际上它是由电流表(俗称表头)、刻度盘、量程选择开关、表笔等组成。使用时如果把量程选择开关指向直流电流范围时，电流表M 并接一些分流电阻来实现扩大量程之目的，使它成为一个具有几个大小不同量程的电流表。测量结果要看刻度盘上直流电流刻度来读数。通常刻度盘上第二行为电流刻度。同样，如果量程选择开关指向直流电压范围时，表头串接另外一些电阻(用串联电阻分压的原理，使它成为一个多程量的电压表)。读数要看刻度盘上直流电压刻度。大多数的万用表电压和电流合用一刻度。如果在测量直流电压的电路中接入一个整流器，便可测交流电压了。测电阻的原理与测直流电压相仿，只是测试时还须加一组电池。选择开关指向电阻范围时，刻度盘上找第一行电阻专用刻度读数即可。 万用表的型号很多，但其基本使用方法是相同的。现以MF30型万用表为例，介绍它的使用方法。使用前的准备第一，使用万用表之前，必须熟悉量程选择开关的作用。明确要测什么?怎样去测?然后将量程选择开关拨在需要测试档的位置。切不可弄错档位。例如：测量电压时误将选择开关拨在电流或电阻档时，容易把表头烧坏。第二，使用前观察一下表针是否指在零位。如果不指零位，可用螺丝刀调节表头上机械调零螺丝，使表针回零(一般不必每次都调)。红表笔要插入正极插口，黑表笔要插入负极插口。 电压的测量将量程选择开关的尖头对准标有V的五档范围内。若是测交流电压则应指向V处。依此类推，如果要改测电阻，开关应指向Ω档范围。测电流应指向mA或UA。测量电压时，要把电表表笔并接在被测电路上。根据被测电路的大约数值，选择一个合适的量程位置。干电池每节最大值为1．5V，所以可放在5V量程档。这时在面板上表针满刻度读数的500应作5来读数。即缩小100倍。如果表针指在300刻度处，则读为3V。注意量程开关尖头所指数值即为表头上表针满刻度读数的对应值，读表时只要据此折算，即可读出实值。除了电阻档外，量程开关所有档均按此方法读测量结果。在实际测量中，遇到不能确定被测电压的大约数值时，可以把开关先拨到最大量程档，再逐档减小量程到合适的位置。测量直流电压时应注意正、负极性，若表笔接反了，表针会反打。如果不知遭电路正负极性，可以把万田表量程放在最大档，在被测电路上很快试一下，看笔针怎么偏转，就可以判断出正、负极性， 测220V交流电。把量程开关拨到交流500V档。这时满刻度为500V，读数按照刻度1:1来读。将两表笔插入供电插座内，表针所指刻度处即为测得的电压值。测量交流电压时，表笔没有正负之分。 指针表和数字表的选用： 1、指针表读取精度较差，但指针摆动的过程比较直观，其摆动速度幅度有时也能比较客观地反映了被测量的大小（比如测电视机数据总线（SDL）在传送数据时的轻微抖动）；数字表读数直观，但数字变化的过程看起来很杂乱，不太容易观看。 2、指针表内一般有两块电池，一块低电压的1.5V，一块是高电压的9V或15V，其黑表笔相对红表笔来说是正端。数字表则常用一块6V或9V的电池。在电阻档，指针表的表笔输出电流相对数字表来说要大很多，用R×1Ω档可以使扬声器发出响亮的“哒”声，用R×10kΩ档甚至可以点亮发光二极管（LED）。
直流电位差计检定规程 Verification Regulation of DC Potentiometers 本检定规程经国家计量局于1988年2月6日批准，并自1989年1月1日起施行。 归口单位：上海市标准计量管理局 起草单位：上海市计量技术研究所 本规程技术条文由起草单位负责解释。 本规程主要起草人： 顾玉琴(上海市计量技术研究所电磁室) 直流电位差计检定规格 本检定规程适用于新生产、使用中和修理后的电阻型直流电位差计(以下简称电位差计)的检定。本检定规程不适用于： a 自动获得零平衡的电位差计； b 用平衡检测器刻度获得部分指示值的电位差计； c 直流电流比较仪式电位差计； d 其他特殊用途的电位差计。 一技术要求 1 外观及标志 1.1 电位差计的铭牌或外壳上应有： a 制造厂名称或商标； b 产品型号、出厂编号和准确度等级； c 有效量程及线路绝缘电压。 1.2 所有端钮应标出极性和功能。 1.3 电位差计上应有封印位置。 2 电位差计的准确度等级、检定温度和相对湿度范围；使用温度和相对湿度范围见表1
3 电位差计的允许基本误差由下列两部分组成 与基准值有关的常数项； 与测量盘示值成比例的可变项。 其表达式： 式中：Elim-允许基本误差(V)； Un-基准值(V)； X-测量盘示值(V)； α-准确度等级。 表1 允许基本误差公式中包括电零电势和热电势。 注：基准值Un电位差计各有效量程的基准值应为该量程内最大10的整数幂。也可用相对误差公式表示：
4 电位差计测量盘的增量线性 4.1 对同一被测量值所获得的任意两个测量盘示值之误差的差值，不应超过允许基本误差的一半。 4.2 在任何一个测量盘任意两个相邻度盘示值间的误差的差值，不应超过两个相邻度盘示值的允许基本误差(符号相同)平均值的一半。 5 电位差计测量盘的最小步进值或滑线盘分度值应符合下式 6 电位差计的标准化独立线路 如果电位差计在任何量程上不用测量盘，而是用独立线路进行标准化时，由这种标准化引入的误差不应超过允许基本误差的1/2。 7 电位差计的内附工作电流调节装置，其调节细度应小于1/10a%，在调节范围内应平滑连续。 8 当电位差计测量盘在任意示值下，其接标准电池端钮的电压(或工作电流)的相对变化应小于1/10a%。 9 具有内附检流计的电位差计，其检流计应满足下列要求 9.1 灵敏度。 9.1.1 在测量回路处，当测量盘电压变化a%时，引起检流计偏转应不小于1mm。当达不到上述要求时，应具有外接检流计端钮，测量条件如下： a 电源电压为额定工作电压； b 测量盘的示值处于上限； c 被测端钮的外接电阻等于电位差计测量回路的输出电阻。 9.1.2 在标准回路处，当标准电势(或工作电流)变化a%时，引起检流计偏转应不小于0.5mm(如果是电子放大检流计应不小于1mm)。 9.1.3 多量程电位差计，至少要有一个量程满足上述要求，如果其他量程不能满足上述要求时，则应具有外接检流计的端钮。 9.2 阻尼时间。
直流电位差计 直流电位差计的原理与应用 比较式仪表是将被测量和已知标准量进行比较而确定被测量大小的仪表,分为补偿测量仪表和电桥测量仪表。用来与被测量进行比较的已知标准量具有标准电池、标准电阻、标准电容和标准电感等。比较仪表借助检流计指零实现平衡。通常，比较式测量仪表的测量过程就是通过调节可调元件使比较所得的差值逐步减小到零的过程.这种方法比直读测量具有更高的精确度。 补偿法是电磁测量的一种基本方法。补偿法测量仪表有全补偿和差值补偿两种。全补偿法是将被测量(仅限电压)与标准量比较,检测为0,两值相等。测量仪表理论上不从被测对象获取能量。差值补偿是利用标准量将被测量绝大部分补偿掉,微差检出，减少测量误差. 电位差计是电磁学测量中利用补偿原理来直接精密测量电动势或电位差的一种精密仪器。其突出优点是在测量电学量时,它不从被测量电路中吸取任何能量,也不影响被测电路的状态和参数,所以在计量工作和高精度测量中被广泛利用。测量的直流电压的误差可小于±0.0０5％。它用途很广泛，可以用来精确测量电动势、电压，与标准电阻配合还可以精确测量电流和电阻和功率等,还可以用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，有些电器仪表厂则用它来确定产品的准确度和定标,它不仅被用于直流电路，也用于交流电路。因此在工业测量自动控制系统的电路中得到普遍的应用。 一、直流电位差计工作原理 1。补偿原理 在直流电路中,电源电动势在数值上等于电源开路时两电极的端电压．因此,在测量时要求没有电流通过电源，测得电源的端电压,即为电源的电动势。但是，如果直接用伏特表去测量电源的端电压，由于伏特表通过电流反应电压总要有电流通过，而电源具有内阻,因而不能得到准确的电动势数值,所测得的电位差值总是小于电位差真值。为了准确的测量电位差,必须使分流到测量支路上的电流等于零，直流电位差计就是由此而设计的。 补偿原理就是利用一个电动势去抵消另一个电动势，其原理可用图一来说明。两个电源E和 x E正极对正极,其中E为可调标准电源电动势, x E为未知电源电动势，中间串联一 个检流计G接成闭合回路．如果要测电源 x E的电动势，可通过调节电源E,使检流计读数 为零,电路中没有电流,此时表明EＸ=E, x E两端的电位差和Ｅ两端的电位差相互补偿，这时 电路处于补偿状态.若已知补偿状态下E的大小，就可确定 x E,这种利用补偿原理测电位差的方法称为补偿法,该电路称为补偿电路。 图一补偿电路 2。电位差计原理 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计,其测量原理可分别用图二和图三来说明。图二为电位差计定标原理图，其中ABCD为辅助工作回路,由电源E、限流电阻R、长粗细均匀电阻丝ＡB串联成一闭合回路;MN为补偿电路,由待测电源Eｎ和检流计G组成。电阻箱R用来调节回路工作电流I的大小,通过调节I可以调整每单位长度电阻丝上 电位差V ０ 的大小，M、N为电阻丝AB上的两个活动触点,可以在电阻丝上移动,以便从AB上取适当的电位差来与测量支路上的电位差补偿，它相当于补偿电路(图一)中的En,提供了一个可变电源。当回路接通时,根据欧姆定律可知,电阻丝AB上任意两点间的电压
UJ31型低电势直流电位差计 （市电型） 一、概述 UJ31型低电势直流电位差计中华人民共和国专业标准ZBY163-83的技术要求。 UJ31型低电势直流电位差计是采用补偿法来测量直流电动势或电压，如配用直流标准电阻时，还可以测量直流电流和电阻。若配用各种转换器时，还可进行非电量的测量。应在周围空气温度20±15℃，相对湿度≤80℅，且没有腐蚀性气体和有害杂质的环境下使用。 二、电位差计的工作原理 如图1所示，电位差计的工作原理是根据电 压补偿法，先使标准电池n E 与测量电路中的精密电阻T R 的两端电势差st U 相比较，再使被测电势差（或电压）x E 与准确可变的电势差x U 相比较，通过检流计G 两次指零来获得测量结果。电压补偿原理也可从电势差计的“校准”和“测量”两个步骤中理解。 （一）校准 将K 2打向“标准”位置，检流计和校准回路联接，T R 取一预定值，其大小由标准电池n E 的电动势确定（根据温度而定）；调节P R ，使检流计G 指零，即n E =I T R ，此时测量电路的工作电流已调好为I =n E /T R 。 校准工作电流的目的：使测量回路中的U R 流过一个已知的标准电流I ，以保证测量盘上精密电阻U R 的电压示值（刻度值）与加在其上的实际电压值相一致。 （二）测量 将K 2打向“未知”位置，检流计和被测电路联接，保持I 不变（即P R 不变），调节测量盘U R （Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个电阻转盘），使检流计G 指零，即有U x x IR U E ==。 由此可得 U T n x R R E E = 由于箱式电位差计面板上的测量盘是根据U R 电阻值标出其对应的电压刻度值，因此只要读出U R 电阻盘刻度的电压读数，即为被测电动势x E 的测量值。所以，电位差计使用时，一定要先“校准”，后“测量”，两者不能倒置。 三、UJ31型电位差计面板结构名称与作用 Ⅰ、Ⅱ——步进测量盘，Ⅲ——滑线式测量盘： n E x E
直流电位差计
直流电位差计的原理与应用 比较式仪表是将被测量和已知标准量进行比较而确定被测量大小的仪表，分为补偿测量仪表和电桥测量仪表。用来与被测量进行比较的已知标准量具有标准电池、标准电阻、标准电容和标准电感等。比较仪表借助检流计指零实现平衡。通常，比较式测量仪表的测量过程就是通过调节可调元件使比较所得的差值逐步减小到零的过程。这种方法比直读测量具有更高的精确度。 补偿法是电磁测量的一种基本方法。补偿法测量仪表有全补偿和差值补偿两种。全补偿法是将被测量（仅限电压）与标准量比较，检测为0，两值相等。测量仪表理论上不从被测对象获取能量。差值补偿是利用标准量将被测量绝大部分补偿掉，微差检出，减少测量误差。 电位差计是电磁学测量中利用补偿原理来直接精密测量电动势或电位差的一种精密仪器。其突出优点是在测量电学量时，它不从被测量电路中吸取任何能量，也不影响被测电路的状态和参数，所以在计量工作和高精度测量中被广泛利用。测量的直流电压的误差可小于±0.005%。它用途很广泛，可以用来精确测量电动势、电压，与标准电阻配合还可以精确测量电流和电阻和功率等，还可以用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，有些电器仪表厂则用它来确定产品的准确度和定标，它不仅被用于直流电路，也用于交流电路。因此在工业测量自动控制系统的电路中得到普遍的应用。 一、直流电位差计工作原理 1.补偿原理 在直流电路中，电源电动势在数值上等于电源开路时两电极的端电压。因此，在测量时要求没有电流通过电源，测得电源的端电压，即为电源的电动势。但是，如果直接用伏特表去测量电源的端电压，由于伏特表通过电流反应电压总要有电流通过，而电源具有内阻，因而不能得到准确的电动势数值，所测得的电位差值总是小于电位差真值。为了准确的测量电位差，必须使分流到测量支路上的电流等于零，直流电位差计就是由此而设计的。 补偿原理就是利用一个电动势去抵消另一个电动势，其原理可用图一来说明。两个电源E 和x E 正极对正极，其中E 为可调标准电源电动势，x E 为未知电源电动势，中间串联一个检流计G 接成闭合回路。如果要测电源x E 的电动势，可通过调节电源E ，使检流计读数为零，电路中没有电流，此时表明E X =E ，x E 两端的电位差和E 两端的电位差相互补偿，这时电路处于补偿状态。若已知补偿状态下E 的大小，就可确定x E ，这种利用补偿原理测电位差的方法称为补偿法，该电路称为补偿电路。 图一 补偿电路 2.电位差计原理 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计，其测量原理可分别用图二和图三来说明。图二为电位差计定标原理图，其中ABCD 为辅助工作回路，由电源E 、限流电阻R 、长粗细均匀电阻丝AB 串联成一闭合回路；MN 为补偿电路，由待测电源En 和检流计G 组成。电阻箱R 用来调节回路工作电流I 的大小，通过调节I 可以调整每单位长度电阻丝上电位差V 0的大小，M 、N 为电阻丝AB 上的两个活动触点，可以在电阻丝上移动，以便从AB 上取适当的电位差来与测量支路上的电位差补偿，它相当于补偿电路
万用表的使用 一、培训目的及要求： （1）熟悉万用表的结构和使用方法; （2）掌握使用万用表测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻值的方法；（3）掌握使用万用表的注意事项。 二、培训内容： （1）用万用表的直流档和交流档分别测量具有调压器、变压器、滤波器、负载电路中各部分输出、输入端的电压; （2）用万用表的不同倍率档，测量二极管的正负向电阻; （3）测量直流电流和交流电流。 三、培训设备： 万用表一块、调压器一个、电源变压器和整流滤波元件、晶体二极管和电解 电容若干。 四、培训要点： 1、怎样使用万用表测量交流电压？ 使用万用表测量测量交流电压，应注意以下几点： （1）测量前必将转换开关拨到对应的交流电压量限档。如果误用直流电压档，表头指针将不动或略微抖动，如果误用直流电流档或电阻档，轻则打弯指针，重则烧损万用表。 （2）测量时将表笔并联在被测电路或被测元气件的两端。 （3）测量1000V以上的高压时，必须使用专用绝缘表笔和引线，先将接地表笔固定接在电路地电位上，然后用红色表笔去接触被测高压电源。测试过程中应严格执行高压操作的有关规程，操作者应戴绝缘手套或站在绝缘垫上，并
且单手操作，以防触电。 （4）在测量中严禁带电拨动转换开关来选择量限，以防电弧烧坏触点。（5）如果不知道被测电压数值，应先用表上最高一档试测。若表针偏很小，再逐渐换用低档次，直到表针移动到满刻度的三分之二为止。 （6）测量高压时，应使接点接触紧密，以免因接触不良而引起打火，或者 因接点脱落发生短路而造成意外事故。 2、怎样使用万用表测量直流电压和直流电流？ 直流电压的测量方法与交流电压的测量方法基本相同，下面只说明不同的几点： （1）仍然要注意正确选用档位。如果误选了交流电压档，读数可能偏高， 也可能为零（与万用表接线方法有关）;如果误选了电流档或电阻档，可能烧坏万用表。 （2）测量前，要注意表笔的正负极性，应将红色表笔接在被测电路或元器件的高电位端，黑色表笔接在被测电路或元器件的低电位端。如果表笔接反，表头指针将反向偏转，会撞弯表针。如果不知道被测点电位的高低，可使任一表笔先接触被测电路元器件的任意一端，另一表笔轻轻地试触一下另一被测端。如果表头指针向右（正方向）偏转，说明表笔正负极性正确;如果表头指针向左（反方向）偏转，说明表笔正负极性接反，此时倒换表笔既可进行测量。 使用万用表测量直流电流，应注意以下几点： （1）万用表必须与被测电路串联，测量时先断开电路串入电流表。如果误将电流表与负载并联，由于其内阻很小，将造成短路，导致仪表烧损，并可能毁坏被测电路。
直流电位差计测量电压 一、实验目的： 1.了解电位差计结构、原理。 2.学会用电位差计测量电压 二、实验原理： 1.补偿法测电压的基本原理如图1所示： 图中U X 是待测电压，U 0是可调的已知电压。调节U 0使回路无电流，U 0与U X 互相补偿，检流计G 不偏转。这时电路达到平衡。补偿时，U X ＝U 0。因回路中无电流，即使 U X 有较大的内阻，也不会象使用电压表测量一样，由于会从被测电路中取电 流，引起在待测电压内阻上的分压，造成测量结果偏小。 图1中，除了待测电压，型号为UJ25的直流电位差计，检流计是外接的， 因此，直流电位差计中要做到的就是如何实现等级较高、电压可调的U 0。仪 器的设计不是直接做成一个可调的标准电压，而是利用一个标准电池，它的电压有六位有效数字，去将工作回路的电流标准化，产生一恒定的标准电流，然后将标准化后的电流，流过一个标准电阻，再从标准电阻上的压降分压，获得稳定可调的标准电压U 0。下面说说直流电位差计的构造原理。 2. 直流电位差计的构造原理 如图2所示，E 为工作电源，E N 是标准电池，U X 是待测电压，R N 和R 0都是阻值准确已知的标准电阻。R N 称为标准化电阻，R 0称为测量电阻，电阻器R 用于调节电位差计工作电流的大小，称为调节电阻。电位差计由工作回路（ER N R 0R ）、校准回路（E N KGR N ）和测量回路（即补偿回路U X R 0GK ）组成。 调节电阻R ，使工作回路的电流等于设计时所规定的标准电流 I 0。I 0流过标准电阻R N 、R 0，在R N 、R 0上产生标准电压降。改变R N 或R 0上的滑动点，就能改变a 、b 两点或b 、c 两点之间的电压，在 a 、 b 和b 、 c 之间输出稳定、可调的标准电压U ab =I 0R Nab 和U bc =I 0R 0bc 。 在实际电位差计中，标准的补偿电压U ab 和U bc 直接标在面板上。 3.使用标准电池，将I0标准化 为了使流过标准电阻R N 和R 0的电流是设计的标准电流值I 0，必 须对工作回路中的电流进行标准化调节，标准化的方法仍然采用补偿法，用标准电动势E N 来校准R N ab 段上的电压U ab ，从而达到校准I 0的目的。 型号为BC9a 的饱和标准电池在室温为20℃时，其输出的电压为E 20=1.01863V 。从温度计上读出当前室温为t ℃，代入下列近似公式，算出t ℃时，标准电池的输出电压E t 。 E t ≈E 20－(t ＋20)(t －20)×10-6(V ) 根据算出的E t 值，设定好R N ab 段的阻值，仪器面板上已将R N ab 段的阻值变化转换成电压变化
万用表测量交流电压和电流的方法 1. 万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。 (1)表头 它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表，万用表的主要性能指标基本上取决于表头 的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值，这个值越小，表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大，其性能就越好。表头上有四条刻 度线，它们的功能如下：第一条(从上到下)标有R或Q,指示的是电阻值，转换开关在欧姆挡时，即读此条刻度线。第二条标有s和VA，指示的是交、直流电压和直流电流值，当转换开关在交、直流电压或直流电流挡，量程在除交流10V 以外的其它位置时，即读此条刻度线。第三条标有10V，指示的是10V的交流电 压值，当转换开关在交、直流电压挡，量程在交流10V时，即读此条刻度线。第 四条标有dB ,指示的是音频电平。 (2 )测量线路 测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路，它由电阻、半导体元件及电池组成 它能将各种不同的被测量(如电流、电压、电阻等)、不同的量程，经过一系列的 处理(如整流、分流、分压等)统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。 (3 )转换开关
其作用是用来选择各种不同的测量线路，以满足不同种类和不同量程的测量要求。 转换开关一般有两个，分别标有不同的档位和量程。 2. 2 ?符号含义 (1 )s 表示交直流 (2) V — 2.5KV 4000Q /V 表示对于交流电压及 2.5KV 的直流电压挡，其灵敏度 为 4000 Q /V (3) A — V —Q 表示可测量电流、电压及电阻 (4) 45 — 65 — 1000Hz 表示使用频率范围为 1000 Hz 以下，标准工频范围为 4520m 里面标專』也 聲歸 ■ 気的最大电-■&值 档 把入孔 的 电量 好，fi 个示谈容！ 兰史弋构显是的！ 疊电这?嶽?l 了 Cx COM :2M .1000 Q B C 20哄 切 20n 2n 1010 700 200 20 200 PNP 叭 “ 20K 200K 2M 十叭.f d 2QO y 务hFE 2Mm
电位差计的误差分析 电位差计是精密测量应用极广的仪器，可以用来精确测定电动势、电压、电流、电阻等电学量，还可以用于校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电量（如温度、压力、位移等）的电测法中也占有重要地位。电位差计不仅准确度等级高，而且测量结果稳定可靠。它不从被测对象中取用电流，因此测量时不会使被测对象改变原来的数值。电位差计可直接用来精密测量电池电动势及电位差。 箱式电位差计的工作原理图都采用图1所示的线路，包括三个部分： （1）工作电流调节回路，主要由E、Rn、R1、R、K。等组成； （2）校正工作电流回路：主要由Es、RS、K1、K2等组成； （3）待测回路：主要由EX、RX、G、K1、K2组成。 当电位差计达到平衡（实现补偿）时，有 （1） 电位差计虽是一种测量电池电动势及电位差等的精密仪器，但其本身也有一定的误差存在。 1 元件误差 元件误差是指因元件问题而产生的仪器误差。根据（1）式，可得相对误差公式：
（2） 因是标准电池，故属量具误差。通常处理量具误差的办法是选用准确 度等级足够高的量具，使该项误差成微小误差而可以忽略不计。“足够高”是指标准电池的电动势的相对变化不超过0.1a%。a为电位差计的准确度等级，0.1是由微小误差分配原则确定的。因此量具的准确度等级应比仪器的准确度等级高一个数量级，这样就能使该项误差忽略不计。这样电位差计的元件误差就为： （3） 若这两部分误差的大小和符号都相同，就可以互相抵消。因此在设计、制造电位差计时，和这两组电阻总是尽量选用时间稳定性和温度稳定性以及误差符 号（正或负）都相同的电阻。在使用电位差计时，应合理选择量限而使全部读数盘都用到。这不仅能保证足够多的有效位数，而且可使上述两部分元件误差得到比较充分的抵消。 一般说，元件误差是电位差计各种误差因素中影响最大的一项，约占总误差的一半。只要使用电阻来调节和的比例，这一项误差就总是存在。电阻元件的准确度、电阻的时间稳定性和温度稳定性限制了电位差计的准确度等级。 2温差电动势产生的误差 不同金属相接触（如焊接点、电键、电刷、接线端钮等）时，将产生接触电位差。当各接触点温度不同时，则产生温差电动势，简称热电势。对于精密电位差计，特别在被测量很小时，热电势的影响不容忽视。此外，因测量回路的热电势直接与被测电动势（或电位差）相串接，其影响最大。为了减小这项误差，在设计、制造电位差计时，应尽量选用彼此接触电位差小的金属元件和导线；在测量回路中应尽量减少焊接点、电键、电刷等；采用较小的工作电流，以减小元件的升温等。在使用时应注意，不要靠近冷源或热源（例如在直射阳光下进行测量）。当要求较高时，要采用恒温措施。
．用万用表测量交直流电流或电压时，应尽量使指针工作在满刻度值以上区域。 ６．磁电系测量机构中的游丝的作用（1），（2）。 7．利用万用表测量电流和电压时，选择量程时，最好使指针处在标度尺的位置；选择电阻量程时，最好使指针处在标度尺的位置。 8．磁电系测量机构的铝框可以在可动部分转动时产生_ 力矩,使可动部分尽快平衡下来。 9．满偏电流为50μA,内阻为1KΩ的磁电系表头，要把它制成量限为500mA的电流表应选用___ _欧的分流电阻，要把它制成量限为10V的电压表应选取用__ __Ω的附加电阻。电动系功率表的定圈应__ _接入被测电路,而动圈与附加电阻串联后__ __接入电路。11．某磁电系测量机构电压量限为100mV，要将它改制成300A的电流表，一般选用毫伏安培的分流器。 13．万用表的灵敏度愈高内阻愈，测电压时被测电路的时间愈。14．万用表的欧姆中心值等于该欧姆档的，被测电阻在至倍欧姆中心值范围内，读数才较准确。 15．磁电系测量机构由固定的系统和部分组成。 16．有一电流为10A的电路，用电流表甲测量时，其指示为10.3A；另一电流为50A的电路，用电流表乙测量时，其指示为49.1A。电流表更准确。 17．计算 17.12+4.5291+0.072398= ；将0.8500修约到只保留一位小数为。18．用0.5级，量限为15A的电流表测量某电流时，其读数为10A，则此时的最大绝对误差为，最大相对误差为。 提高磁电系测量机构的气隙的磁感应强度可以提高仪表的灵敏度。（√） 测量误差可分为基本误差、附加误差。（√） 电工仪表由测量机构和测量线路组成，其中测量线路是仪表的核心。（×） .电磁系测量机构指针的偏角与通过线圈的电流成正比。（×） .用万用表的交流电压挡，测直流电压将得不到任何数值。（×） 磁电系仪表不仅能用来测量直流电，也能用来测量交流电( × ) 4．用量限为300V的电压表去测电压为250V的电压，要求测量的相对误差不大于±1.5℅，则电压表准确度等级应为（ D ） A、1.25 B、1.3 C、1.5 D、1.0 5.用准确度为 1.0级，量限为5A的电流表测量4A电流时，则测量结果的准确度是： （ B ） A、± 2.5% B、±1.25% C、±1.0% ８.由于测量设备不准确引起的误差是一种（ B ） A、偶然误差 B、系统误差 C、疏失误差 D、附加误差