本站原创摘 要：电位差计主要用于电压的精确测量,是利用电压补偿原理构造的仪器.本文是利用Labview实现模拟电位差计实验装置及操作,使学生在课下能预习和掌握电位差计的使用方法并体会补偿法的物理意义.
关 键 词 ：Labview；电位差计；补偿法
电位差计主要用于电压的精确测量,是利用电压补偿原理构造的仪器.《电位差计的使用》是大学物理实验重要的基础性实验,是很多高校必做的实验项目之一.主要原因是它的工作原理,因此通过电位差计的使用,使学生掌握补偿法的原理,学会正确使用精密仪器.
一、电压补偿原理
补偿原理就是利用一个电压或电动势去抵消另一个电压或电动势,其原理可用图1来说明.两个电源E0和Ex正极对正极、负极对负极,中间串联一个检流计G构成闭合回路.要测电源Ex的电动势,可通过调节电源E0,使电路没有电流,则
Ex等于E0
这时电路处于补偿状态.若已知补偿状态下E0的大小,就可确定Ex,这种利用补偿原理测电位差的方法叫补偿法.
二、电位差计原理
如图2所示,Es为标准电池,Ex为被测电源,E是工作电源,G是检流计.由E、R、Rs与Rn串联组成的电路称为辅助回路；由Es、S1、G、Rs组成补偿回路；Ex、Rx、G、S1构成测量回路.
将S1置于1,调节Rn使辅助回路的电流I为某一值时使Rs两端的电压与标准电池电动势Es相补偿,检流计中无电流通过,此时有
I等于Es/Rs
I即为工作电流.
将S1置于2,调节R的滑动端,再次使检流计指零,有
Ex等于IRx等于EsRx/Rs
如果Es、Rs均为已知准确值,则被测电动势Ex的大小,在电阻Rx的位置上可以直接标出与IRx对应的电动势.
三、Labview实现电位差计
Labview是由美国国家仪器（NI）公司研制开发的图形化编程语言.利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器.本文是利用Labview实现模拟电位差计实验装置及操作,使学生在课下能预习和掌握电位差计的使用方法并体会补偿法的物理意义.
Labview程序分为前面板和程序框图代码两部分.本程序按键布局基本按照UJ31型电位差计设.程序中可以通过设定温度给出标准电池的准确电压值,同时给出待测电压值（可以隐藏）.同学按照实验步骤操作,最后用测出的结果与给定值相比较,判断实验的结果是否正确.（图3所示为程序前面板,图4为程序框图代码）
四、结束语
本文用Labview来模拟电位差计,其主要优点就在于可以用软件实现真实的电位差计操作.电位差计实验中标准电池和检流计都是比较精密的仪器,实验中应时刻注意按照要求步骤操作,否则可能损坏仪器.利用这样的一个程序,同学可以在实验之前,用电脑模拟操作过程,了解注意事项,既可以熟悉操作规范又可以避免实验中造成不必要的损失.