直流电位差计的工作原理

直流电位差计是仪表维修必备的测量仪器之一。主要用来测量热电偶的热电势，以便快速、准确的检测温度值，也可对各种直流毫伏信号仪表及电子电位差计进行校准。配合标准电阻、过渡电阻，还能对直流电阻、电池进行测量。

1、常规直流电位差计工作原理

常规直流电位差计是采用补偿法原理，即被测量电动势或电压，与恒定的标准电动势相互比较，从而得到测量结果，补偿法是一种高精度测量电动势的方法，其原理如图1所示。

图1 常规直流电位计原理图

当将转换开关S扳向标准位置，通过调节电阻R_P来改变工作电流，使检流计G指零，这时标准电池E_N的电动势由标准电池电动势补偿电阻R_N上的电压降补偿。即：

E_N= IE_N

式中：I是流过RN 和被测量电动势的补偿电阻R的电流，又称为电位差计的工作电流。

由上式可得：

I=EN/RN

工作电流调节好以后，将S扳向“未知”位置，同时移动Q触头，再次使检流计G指零此时触头Q在R上的读数为RQ，这时被测量的电动势或电压电阻RQ上的电压降补偿。所以：

E_X= IR_Q

把式（2）代入式（3）得：

EX=(RQ/RN)*EN

从上公式可看出：用电位差计测量电动势或电压, 不需要测量出线路里的电流大小，只要测量R_Q与R_N的比值即可。当完全补偿时，测量回路与被测量回路之间无电流通过，也不从被测电路中吸取功率。测量的准确性取决于标准电池的电动势En，及补偿电阻R_Q和标准电阻R_N比值的准确性，工作电流和工作电源E的稳定性。

2、数字式电位差计的工作原理

数字式电位差计采用了数字化、智能化技术。其工作原理框图如图2所示。电位差计发生稳定直流mV信号，经精密衰减、隔离放大后采用四端方式输出，通过量程转换可选择所需的输出量程，功能转换可选择输出或测量方式，测量或输出信号经精密放大后，通过A／D转换成数字信号，经微处理器运算后由LCD显示测量结果，仪器还带有RS232接口可与计算机通信。

图2 数字电位差计工作原理框图

数字电位差计可直读对应于输出或测量毫伏值的多种热电偶分度号的温度值；其输出的标准电压信号可带负载，为满足校准各种低阻抗仪表；大多采用四端钮输出方式，以消除小信号输出时测量导线产生的压降误差；内附精密基准电压源，不用标准电池，省去了反复调整工作电流的操作。