直流電位差計是一種利用電位補償原理制成的高精度和高靈敏度的電測儀器，準確度可達0.005%-0.0001%，還具有測量結果穩定可靠以及不從被測對象取用電流等優點，它主要是用來測量直流電動勢和電壓，利用它可以進行精密測量或校驗標準儀表，配用一定的標準附件可間接測量電阻、電流及功率等。量程通常在2V以下，一般不用于工程測量。
直流電位差計種類很多，按測量回路阻值的大小，可分為低阻和高阻直流電位差計兩類。
直流電位差計使用
以UJ31型低電勢直流電位差計為例說明(圖1)。
圖1 UJ31型低電勢直流電位差計的面板圖
UJ31型低電勢直流電位差計面板說明
①五組接線端鈕(“標準”、"檢流計”......)。
②標準電池電動勢的溫度補償盤RN。
③工作電流調節電阻盤R。(分為Rp1、Rp2、Rp3)。
④測量調節電阻盤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中第Ⅲ盤帶有游標尺A。
⑤電位差計量程變換開關K1。
⑥標準回路和測量回路的轉換開關K2。
⑦電鍵按鈕(“粗”、“細”、“短路”)。
UJ31型電位差計使用的電源是5.7～6.4V的直流電源，其工作電流為10mA。它的三個工作電流調節盤中，第一個盤(Rpt) 是16點步進的轉換開關，第二盤(Rp2)和第三盤(Rp3)均為滑線盤。標準電池電動勢溫度補償盤RN的補償范圍為1.0180-1.0196V。
UJ31型電位差計有兩個測量端，通過轉換開關K2可接通“未知1”或“未知2”或“標準電池”。在它的三個測量調節電阻盤中，第Ⅰ測量盤是16點步進轉換式開關，第Ⅱ測量盤是10點步進轉換式開關，第Ⅲ測量盤是滑線盤；測量盤的電阻值已轉換成電壓刻度標在了儀器面板上。
量程變換開關K1有兩擋：在“×1”擋，測量范圍是0-17.1mV，測量盤的最小分度值為1μV，游標尺的分度值為0.1μV；“×10”擋，測量范圍是0-171mV，測量盤的最小分度值為10μV，游標尺的分度值為1μV。
用UJ31型直流電位差計測量微小電壓的步驟
①先計算出當時溫度t下的標準電池的電動勢Et，然后將溫度補償盤RN撥在經計算所得的Et數值處。
②將K2→“斷”，然后按面板上接線端鈕的分布，分別在“標準”、“檢流計”、“5，7-6.4V”和“未知1”(或“未知2”)等端鈕之間接上“標準電池”、“檢流計”、“6V直流電源”和“待測電壓Ux”(注意：各電動勢和電壓要按面板上所標示的極性連接，不能接反)。
③在檢流計無輸入的情況下(即K2→“斷”)，調節零點調節器使檢流計的光標指零。
④將檢流計的靈敏度撥至“×0.01”擋(即將檢流計面板上的分流器開關置于“×0.01”擋)，K2→“標準”。將電鍵按鈕“粗”按下，調節R，(先調“粗”-Rp1，再調“中”-Rp2)，使檢流計光標基本上指零(觀察并在腦中記住Rp增大或減小時光標的偏轉方向)。
⑤校準電位差計的工作電流：
a、試按一下按鈕“細”，若檢流計光標偏轉超出刻度范圍，則立即將按鈕松開，并按光標的偏轉方向有目的地調節Rp2(“中”旋鈕)，使光標偏轉角減小；再按下“細”按鈕，繼續調節Rp的“中”、“細”旋鈕，使光標基本上指零，然后將K2→“斷”。
b、將檢流計的靈敏提高一擋，在將K2→“標準”的同時觀察光標向哪邊偏轉，然后按下“細”按鈕，調節Rp的“中”、“細”，使光標指零；直到檢流計靈敏度提高到“×1”擋時，檢流計的光標也指零。此時稱電位差計第一次被校準了。隨即將K2→“斷”，并松開按鈕。
⑥測量微小電壓Ux。
直流電位差計注意事項
①按被測電動勢大小和測量精度要求，選擇所需量程和相應準確度的電位差計。
②選擇足夠容量的穩定電源供電，以保證工作電流恒定。應滿足電源總容量超過1000倍放電電流值的條件。當工作電流大于10mA時，應選用蓄電池供電。
③連接線路時必須使標準電池、工作電源和被測電動勢(或電壓)的極性符合要求，切不可錯接，否則在測量時不僅無法調到平衡，還會引起過載。
④為防止標準電池短路，應先連接電位差計的“標準電池”端鈕，再將導線按極性接于標準電池上。在測量過程中若需要變動較大阻值，要斷開按鈕進行，否則標準電池可能會充電或放電，容易導致損壞。
⑤用于連接蓄電池的導線必須專線專用，一是防止腐蝕，二是避免引起測量誤差。
⑥當被測電壓大于電位差計上限電壓時，可用標準電壓箱來擴大量程。
⑦測量完畢，應將倍率開關置“斷”位置，防止電池放電。
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