電位差計(jì)是利用補(bǔ)償原理和比較法精確測(cè)量直流電位差或電源電動(dòng)勢(shì)的常用儀器。其實(shí)從電位差計(jì)的原理原理就可以來(lái)說(shuō)明這個(gè)電位差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)的步驟有那些，電位差計(jì)相當(dāng)與串連在電路中則電路相等，在調(diào)節(jié)電位差計(jì)電阻的時(shí)候，當(dāng)電阻達(dá)到一定值的時(shí)候，兩邊電壓相當(dāng)，此時(shí)檢流計(jì)的讀數(shù)為零，這時(shí)的電阻值就是測(cè)量電壓的電動(dòng)勢(shì)。
電位差計(jì)是用補(bǔ)償原理構(gòu)造的儀器。補(bǔ)償方法的特點(diǎn)是不從測(cè)量對(duì)象中支取電流，因而不干擾被測(cè)量的數(shù)值，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，電位差計(jì)用途很廣，配以標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電阻等器具，不僅能在對(duì)準(zhǔn)確度要求很高的場(chǎng)合測(cè)量電動(dòng)勢(shì)、電勢(shì)差(電壓)、電流、電阻等電學(xué)量，而且配合以各種換能器，還可用于溫度、位移等非電量的測(cè)量和控制。當(dāng)沒(méi)有電流流過(guò)時(shí)，電池的正負(fù)極間的電勢(shì)差等于電池的電動(dòng)勢(shì)。如有電流流過(guò)，因在電池內(nèi)阻上有一定電壓降(用電壓表測(cè)量電池兩極間的電壓，就是這種情形)，這時(shí)測(cè)得的不再是電池電動(dòng)勢(shì)，而只能稱作端電壓。若能在無(wú)電流流過(guò)時(shí)進(jìn)行測(cè)量， 就可直接測(cè)量電動(dòng)勢(shì)了。補(bǔ)償法就是這樣一種方法，電位差計(jì)所能測(cè)量的電勢(shì)為工作回路的其中一個(gè)電阻的分壓。而回路中還有其它電阻要分得工作電源的電勢(shì)，所以電位差計(jì)不能測(cè)量高于工作電源的電動(dòng)勢(shì)。
【實(shí)驗(yàn)原理】
如圖5.8.1所示，電位差計(jì)的工作原理是根據(jù)電壓補(bǔ)償法，先使標(biāo)準(zhǔn)電池En與測(cè)量電路中的精密電阻Rn的兩端電勢(shì)差Ust相比較，再使被測(cè)電勢(shì)差（或電壓）Ex與準(zhǔn)確可變的電勢(shì)差Ux相比較，通過(guò)檢流計(jì)G兩次指零來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果。電壓補(bǔ)償原理也可從電勢(shì)差計(jì)的“校準(zhǔn)”和“測(cè)量”兩個(gè)步驟中理解。
校準(zhǔn)：將K2打向“標(biāo)準(zhǔn)”位置，檢流計(jì)和校準(zhǔn)電路聯(lián)接，Rn 取一預(yù)定值，其大小由標(biāo)準(zhǔn)電池ES 的電動(dòng)勢(shì)確定；把K1合上，調(diào)節(jié)RP ，使檢流計(jì)G指零，即En= IRn，此時(shí)測(cè)量電路的工作電流已調(diào)好為 I = En/Rn 。校準(zhǔn)工作電流的目的：使測(cè)量電路中的Rx 流過(guò)一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)電流Io，以保證Rx電阻盤上的電壓示值（刻度值）與其（精密電阻Rx上的）實(shí)際電壓值相一致。
測(cè)量：將K2打向“未知”位置，檢流計(jì)和被測(cè)電路聯(lián)接，保持Io不變（即RP不變），K1合上，調(diào)節(jié)Rx，使檢流計(jì)G指零，即有Ex = Ux = Io Rx。
由此可得 。由于箱式電位差計(jì)面板上的測(cè)量盤是根據(jù)Rx 電阻值標(biāo)出其對(duì)應(yīng)的電壓刻度值，因此只要讀出Rx電阻盤刻度的電壓讀數(shù)，即為被測(cè)電動(dòng)勢(shì)Ex的測(cè)量值。 所以，電位差計(jì)使用時(shí)，一定要先“校準(zhǔn)”，后“測(cè)量”，兩者不能倒置。
