直流電位差計(jì)是儀表維修必備的測(cè)量?jī)x器之一。主要用來(lái)測(cè)量熱電偶的熱電勢(shì)，以便快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)溫度值，也可對(duì)各種直流毫伏信號(hào)儀表及電子電位差計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。配合標(biāo)準(zhǔn)電阻、過(guò)渡電阻，還能對(duì)直流電阻、電池進(jìn)行測(cè)量。
1、常規(guī)直流電位差計(jì)工作原理
常規(guī)直流電位差計(jì)是采用補(bǔ)償法原理，即被測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電壓，與恒定的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)相互比較，從而得到測(cè)量結(jié)果，補(bǔ)償法是一種高精度測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的方法，其原理如圖1所示。
圖1 常規(guī)直流電位計(jì)原理圖
當(dāng)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)s扳向標(biāo)準(zhǔn)位置，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻rp來(lái)改變工作電流，使檢流計(jì)g指零，這時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電池en的電動(dòng)勢(shì)由標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)補(bǔ)償電阻rn上的電壓降補(bǔ)償。即：
en= ien
式中：i是流過(guò)rn 和被測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的補(bǔ)償電阻r的電流，又稱為電位差計(jì)的工作電流。
由上式可得：
i=en/rn
工作電流調(diào)節(jié)好以后，將s扳向“未知”位置，同時(shí)移動(dòng)q觸頭，再次使檢流計(jì)g指零此時(shí)觸頭q在r上的讀數(shù)為rq，這時(shí)被測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)或電壓電阻rq上的電壓降補(bǔ)償。所以：
ex= irq
把式（2）代入式（3）得：
ex=(rq/rn)*en
從上公式可看出：用電位差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)或電壓, 不需要測(cè)量出線路里的電流大小，只要測(cè)量rq與rn的比值即可。當(dāng)完全補(bǔ)償時(shí)，測(cè)量回路與被測(cè)量回路之間無(wú)電流通過(guò)，也不從被測(cè)電路中吸取功率。測(cè)量的準(zhǔn)確性取決于標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)en，及補(bǔ)償電阻rq和標(biāo)準(zhǔn)電阻rn比值的準(zhǔn)確性，工作電流和工作電源e的穩(wěn)定性。
2、數(shù)字式電位差計(jì)的工作原理
數(shù)字式電位差計(jì)采用了數(shù)字化、智能化技術(shù)。其工作原理框圖如圖2所示。電位差計(jì)發(fā)生穩(wěn)定直流mv信號(hào)，經(jīng)精密衰減、隔離放大后采用四端方式輸出，通過(guò)量程轉(zhuǎn)換可選擇所需的輸出量程，功能轉(zhuǎn)換可選擇輸出或測(cè)量方式，測(cè)量或輸出信號(hào)經(jīng)精密放大后，通過(guò)a／d轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)微處理器運(yùn)算后由lcd顯示測(cè)量結(jié)果，儀器還帶有rs232接口可與計(jì)算機(jī)通信。
圖2 數(shù)字電位差計(jì)工作原理框圖
數(shù)字電位差計(jì)可直讀對(duì)應(yīng)于輸出或測(cè)量毫伏值的多種熱電偶分度號(hào)的溫度值；其輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)可帶負(fù)載，為滿足校準(zhǔn)各種低阻抗儀表；大多采用四端鈕輸出方式，以消除小信號(hào)輸出時(shí)測(cè)量導(dǎo)線產(chǎn)生的壓降誤差；內(nèi)附精密基準(zhǔn)電壓源，不用標(biāo)準(zhǔn)電池，省去了反復(fù)調(diào)整工作電流的操作。