本厂的全内置UJ25型高电势直流电位差计参考国家标准ZBY163-83测量用直流电位差计0.01级技术要求生产。
一、用 途
全内置UJ25属精密高电势直流电位差计，可直接测量直流电势。配用标准电阻，可以测量直流电流、电阻及功率。也可以用来检定0.02级电位差计。
二、原理
全内置UJ25是采用补偿法原理，使被测量电动势与恒定的标准电动势相互比较，是一种高精度测量电动势的方法。其原理如图1所示。
在这个线路里，EN是基准电势；EX是被测电势；G是检流计；从0Ω到RmaxΩ是一条精密电阻链R，RN、RX都是R上的一部分，RN是基准电势的补偿电阻；RX是被测电势的补偿电阻；r是工作电流调节电阻；B是工作电源；K是转换开关。
2、按图1测量电动势EX的步骤：
将K放在档位1，然后调节r使检流计指零，这时可得
EN= I RN………………………………………………（1）
式中I是流过RN、RX和r上的电流，称之为电位差计的工作电流，由（1）式得：
I = ………………………………………………（2）
工作电流调节好后，将K放在档位2上，将EX到RX的触头(图中垂直向上的箭头)沿电阻链左右移动，再次使检流计指零。设此触头此刻的读数为RX，可以得到：
EX= I RX………………………………………………（3）
由（2）和（3）式得：
EX= EN……………………………………………（4）
从（4）式可看出，用电位差计测量电动势有以下优点：
（1）不需测量出线路中电流大小，只要测量RX与RN的比值即可。
（2）当完全补偿时，测量回路与被测量回路之间无电流流过，测量线路不消耗被测量线路的能量。
（3）测量的准确性是依赖电子基准EN、工作电流、被测电动势补偿电阻RX与电子基准补偿电阻RN之比值的准确性和稳定性所决定，由于电阻RX、RN制造精度和稳定性都比较高。在应用高灵敏度检流计和高稳定电流工作的条件下，可使测量结果极为准确。
三、结构和线路
（一）全内置UJ25主要结构：
全内置UJ25外形如图2所示，指零仪安装在面板上方居中，工作电源和基准电势设置在机箱内部，不必附加其它仪器就可以方便地使用。电路如图3所示(电源部分从略)，工作电流为0.1毫安，每伏为10000欧姆。
图 2
图2最上一行是接线端子，其中左边4个插孔(3黑1红)、右边除接地插孔以外的3个插孔(1黑2红)都是厂家调试用的端子共7个，客户切不可用来连接线路。中间有4个接线柱(2黑2红，未知1、未知2各2个)、加上右边的接地插孔是提供给客户使用的端子共5个。
全内置UJ25有6个测量盘(图2最下行)，各盘测量范围如下：
第1测量盘：0.1伏×18，由18只1000Ω电阻组成；
第2测量盘：0.01伏×10，由11只100Ω电阻组成；
第3测量盘：0.001伏×10，由20只10Ω电阻组成；
第4测量盘：0.0001伏×10，由20只1Ω电阻组成；
第5测量盘：0.00001伏×10，由10只1Ω电阻组成；
第6测量盘：0.000001伏×10，由20只0.1Ω电阻组成。
全内置UJ25有4个工作电流调节盘(图2中行)，可调范围如下：
21×20Ω+21×1Ω+0 ~ 1.1Ω。
全内置UJ25所有的调节盘均采用高绝缘材料制成，电刷及触头采用得银材料，因此接触电阻及零电势很小。
全内置UJ25用市电供电，220伏市电经降压后分三路，分别进行整流、滤波、稳压，一路供电子基准源，一路做电位差计工作电源，再一路做电子指零仪电源。
（二）全内置UJ25调平衡的主要部件及要领：
图2左上标准—断—未知1,2开关，可供选择接入标准电池、被测电动势或断开测量线路用，图2 左下粗—细—短路三个按键开关是用来将指零仪与不平衡信号接通、断开或只把指零仪短路之用。调平衡的初始阶段，是要从左边步进值最大的旋钮开始调节，例如电流校准时先调工作电流粗调盘，电势测量时先调×0.1V的步进盘。此时，旋钮每转过一档其不平衡信号的增减幅度都很大，需要接通粗按键，使指零仪—不平衡信号回路中串入500kΩ的保护电阻，减小进入指零仪的不平衡电压信号幅度(放大倍数最小)，否则指零仪的指针就会偏转到左、右极限位置，使操作者无法看出调平衡的效果是在变好还是在变差。当调平衡环节接近尾声之时，正好也调节到了右边的小步进值旋钮，例如电流校准时最后调工作电流微调盘，电势测量时最后调×0.000001V的步进盘。此时，旋钮每转过一档其不平衡信号的增减幅度都很小，应该接通细按键，则指零仪—不平衡信号回路中的串联电阻值自动变为零，指零仪就可以发挥其最高灵敏度(放大倍数最大)。指零仪采用非线性放大器，指针偏离中心线越远，放大倍数越小，可以避免指针超限偏转，便于操作者观察判断，评估调平衡的现状与进程，决定下一步应当调节哪个旋钮以及超哪个方向调节(正转还是反转)。
归纳起来讲，电位差计调平衡的过程也是人机对话的过程，如果在不熟练或不得要领的情况下进行盲测，势必像大海捞针，事倍功半。为此，操作前最好对被测值有个粗略的估计，根据估计值将有关旋钮的档位做一个预置，使仪器初始状态距离平衡态不是太远，不至于刚通电就出现指零仪深度满偏的不利局面，较快较顺畅地调到平衡态。
（三）全内置UJ25的调零操作：
假如仪器尚未通电，指零仪的指针就已经不在零位上，需要客户实施冷调零操作，即用不易划伤仪器的针状工具，拨动指零仪指针下方可以看到的白色小拨盘上的小坑，令指针慢慢转动到恰好指向零刻线。
假如仪器通电预热后指零仪的指针偏离了零刻线，需要客户实施热调零操作，即正向或反向转动表头右边的检流计调零旋钮，令指针恰好指向零刻线。
假如仪器工作了一段时间，因温升、换路等因素而使指零仪的零位漂移，直接导致电流校准、电压测试2个操作环节产生误差。所以，在各操作环节结束前，有必要使仪器返回调零状态，实施补充调零，再将仪器恢复到当前操作环节，进一步微调其操作结果，如此可以显著减小测量误差。
四、技术特性和成套件
（一）全内置UJ25主要特性：
（1）本仪器测量上限为1.911110V，最小分度值为1μV。如配用0.01级分压箱来扩大测量范围，电位差计的测量上限量可扩大到600V。
（2）全内置UJ25的正常使用条件是：温度+18℃ ~ +22℃，相对湿度≤80%。在此条件下使用，电位差计全部测量范围内的最大绝对误差，不应超过下式计算值：
Elim= (±+UX) ×10-4（伏）………………（5）
式中UN为基准值，在UJ25中为1（伏）；UX为UJ25的测量读数盘示值（伏）
（3）如果在+15℃~+30℃的宽泛条件下使用全内置UJ25，每超过正常使用条件5℃所引起的温度附加误差，不应大于允许基本误差的1/2。
（4）全内置UJ25线路与外壳之间的绝缘强度，能耐受工频50赫的实际正弦交流电压2000伏，历时1分钟的耐压试验而不击穿。
（5）全内置UJ25外形尺寸：460×310×130毫米
（6）全内置UJ25重量：5公斤
（二）全内置UJ25成套件(客户选购)：
0.01级标准电阻1套
0.01级分压箱1台
五、使用提要
（一）电动势测量：
（1）准备: 把全内置UJ25接上市电，打开面板上的电源开关(图2上行左2, 检流计左边的旋钮)，顺时针旋转灵敏度旋钮(图2上行右2)最大旋角的1/3; 调节调零旋钮(图2上行右1)使检流计指针指零，预热15分钟;。
（2）校准: 再次调节调零旋钮使检流计指针指零，将标准—未知开关置标准档，依次按下粗、细按键(图2面板左下角)，细心转动工作电流粗—中—细—微调节旋钮(图2中行后4只)，使检流计指零。之后令粗、细按键弹起, 切断电路,补充调零后再次微调工作电流令检流计指零,校准即告完成。
（3）测量: 将被测电势接入未知1的两个或未知2的两个接线柱(图2顶行居中)，置标准—未知开关(图2上行左1)到相应档位，先按粗按键，调节测量盘(图2下行6只)(而不是工作电流粗—中—细—微调节旋钮)使检流计指零，再按细按键，调节测量盘(而不是工作电流粗—中—细—微调节旋钮)使检流计指针指零，这时测量盘读数即是被测电动势的值。本测量环节中同样需要补充调零。本测量环节中切不可再动了工作电流粗—中—细—微调节旋钮，否则要重新校准。电子基准在24小时里的温漂加时漂小于十万分之一，不需温度补偿，本机2只温度补偿盘可恒置于20℃对应的档位上。
（二）高电压的测量：
（1）当被测电压高于1.911110伏以上时，需借助于额定电阻输入式分压箱来测量。
（2）被测高电压、分压箱与UJ25按图4线路连接(在连接
时注意线路结构和正负级)。分压箱负端与电位差计“未知”负
端连接在一起；根据被测电压值与电位差计测量上限的读数来
估算一下，从分压箱全部档位（×500×200×100×10）中选择
一个适当倍率，将该倍率的端钮与电位差计上的“未知”正端钮相连接。
（3）重新校准UJ25的工作电流。
（4）用UJ25测量分压箱次级已确定的相应电压值。
（5）UJ25的示值乘以分压箱上确定的倍率，就等于被测高压电压值。
（三）电流的测量：
按图5线路连接，将标准电阻接入被测电流的回路中。
选择标准电阻RN应遵守下列原则：
（1）在标准电阻RN上压降不可大于1.911110伏，但尽量大于0.1伏。
（2）被测电流不应超过标准电阻允许电流。
IX = （安）……………………………………（6）
式中IX：被测电流(安)；RN：标准电阻(欧姆)。
（四）电阻的测量：
（1）按图6连接线路，标准电阻和被测电阻串联式连接。
（2）为了减小测量误差，选择标准电阻RN尽可能接近被测电阻RX。
（3）RN和RX通过D的是同一电流，其电流不可超过RN和RX的允许值。通过转换开关K，分别测测出RN和RX电阻上的电压降，按下式可计算出被测电阻的阻值。
RX=……………………………………(7)
式中：RX——被测电阻（欧）
UX——被测电阻上的压降（伏）
UN——标准电阻上的压降（伏）
（五）功率的测量：
功率测量可按测量电流的方法和测量电压的方法接线。
六、注意事项
（1）测量高压时，特别要注意分压箱线路结构和正负极性标记，被测高压与电位差计���线端钮不可接错。
（2）电位差计作在电压、电流和功率测量时，测量部分各个旋钮转动应从第一位开始，依次序旋转。
（3）电位差计在与成套件使用时，必须注意连接导线及电位差计和成套件各部分之间的绝缘电阻，应不小500兆欧。
（4）电位差计在校对调节工作电流时，应按照粗、中、细的次序进行。
七、维护和保养
1、电位差计若长期搁置没有使用，可能在电刷和接触面发生氧化，造成接触不良，使用时，应将全部旋钮开关旋转数次，使其接触良好。如果电刷和接触面接触还不好，必须用汽油清洗，使接触恢复后，再涂上一层薄无酸性的纯凡士林驰以保护。
2、电位差计不应受到强烈的振动和撞击。应存放于温度为+15℃~30℃和相对湿度低于80%且无腐蚀性气体的室内。
3、电位差计应每年不少于一次的定期检定。
八、附则
1、随产品一起供应的文件包括有：
⑴装箱单
⑵产品使用说明书
⑶产品合格证明书
2、本电位差计按照ZBY163-83国家专业标准制造。
3、全内置UJ25的保证期限自出厂日期起二年。
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