在19世纪40年代初,已经知道了测量电动势的方法,但当时只是以电动势恒定为根本的假设,另外当时多数的测量使用的是
伽伐尼电池,它严重地受到极化的影响,所以测量中很难得到一致的结果。在 1860 年 Clark 发明了锌——汞标准电池,这个电池的电压在 15℃时是 1.435v,它的温度系数大约是温度每升高 1℃,电压变化 0.0008v,这对以前使用的伽伐尼电池是一个相当大的改进。不久 Clark 发表了与这个新的标准电池一起使用的装置的详细情况,并将它命名为“电子电位计”,此装置如图6所示。
法国科学家 J.S.Heari Pellat 克服平衡电流仍然要流过标准电池支路的缺陷,图7是他设计的电位计电路。 Pellat 没有把他的标准电池放在一个独立的支路上,而是和电流计串联,接入了选择开关。利用这个开关标准电池就可以从电路中移走,再并上未知电压替代它。通过直滑线的电流最先由变阻器 R 调整,以 1 000 分度去平衡一个Clark 标准电池,这样就能够在平衡时以标准电池的千分度来直接读取。
大约在 1889 年,德国科学家 Feussner 设计了使用能准确到 0.1%的高电阻的电位差计,在那个时代这是一个令人钦佩的数据,如图8所示。在这个装置中改用了滑动导线,而且使用了有标度的锰铜电阻。
1893 年英国科学家制造了第一台商业性的电位差计,电位差计的整个尺寸缩小到大约 1m,由于有一个选择开关和 n 对触点大大减化了仪器的操作。这台仪器的电路如图9所示。他们把电位差计的电阻线分成 15 份,将 14 份绕成一个螺旋线,剩下那部分作为滑线本身。那个螺旋线被分成 14 部分,每一部分很准确地与滑线电阻匹配。以这种方式,由导线的非均匀性导致的误差以及由于滑动接触在它上面的磨损效果所产生的误差都在很大程度上减少了。 两个电流调节电阻串联在电位差计电路中,一个作为粗调,另一个作为细调,依此标准化的平衡就可以迅速而准确地完成。
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