標(biāo)準(zhǔn)電池是很多電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室用作電壓參考標(biāo)準(zhǔn)的電化學(xué)電池。如果處理得當(dāng)，標(biāo)準(zhǔn)電池是非常穩(wěn)定的。單個(gè)電池電壓的當(dāng)前值是與一個(gè)已知的參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，從一系列測(cè)得的電壓差中計(jì)算出來(lái)的。
由于單個(gè)電池之間的電壓差可能只有幾個(gè)微伏，所以進(jìn)行精密測(cè)量就需要使用納伏表和低電壓測(cè)量技術(shù)。下面的應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明比較兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池以及將標(biāo)準(zhǔn)電池和精密電壓參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較的情況。
比較兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池
標(biāo)準(zhǔn)電池的相互比對(duì)需要測(cè)量參考標(biāo)準(zhǔn)電池和未知標(biāo)準(zhǔn)電池之間的電位差。各個(gè)電池的電位差由一系列反向配置連接來(lái)確定。如圖4- 37所示，標(biāo)準(zhǔn)電池V1和V2的負(fù)端連在一起。用銅導(dǎo)體將兩個(gè)電池和電壓表相連，以便使熱電動(dòng)勢(shì)（VEMF）引起的誤差減到最小。
連好電路以后，特別注意避免由熱電動(dòng)勢(shì)引起的誤差。為了盡量減小熱電動(dòng)勢(shì)的影響，將電池反向，再進(jìn)行第二次測(cè)量，如圖4-38所示。將兩個(gè)讀數(shù)的絕對(duì)值進(jìn)行平均，計(jì)算得出一個(gè)非常小的電壓差。
在整個(gè)比對(duì)過(guò)程中，我們希望得到被測(cè)電池電壓差的穩(wěn)定性指標(biāo)。方法是從幾個(gè)冗余的讀數(shù)計(jì)算出其標(biāo)準(zhǔn)偏差。
得到穩(wěn)定性指標(biāo)以后，就可以根據(jù)組平均值計(jì)算出每個(gè)電池的電壓。每次比對(duì)通常要對(duì)幾個(gè)讀數(shù)進(jìn)行平均。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室建立的時(shí)間間隔定期重復(fù)這種相互比對(duì)過(guò)程。測(cè)量的結(jié)果可以畫(huà)成圖表，并按時(shí)間進(jìn)行比較。這個(gè)過(guò)程對(duì)于保持6個(gè)以下電池的電壓數(shù)值是非常有用的。如果要保持更多的電池，則可以使用由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)掃描器，以便更加有效地進(jìn)行管理。
精密電壓源和標(biāo)準(zhǔn)電池進(jìn)行比較
可以用標(biāo)準(zhǔn)電池來(lái)決定精密直流電壓源的電壓數(shù)值，如圖4-39所示。用精密分壓箱將電壓源的電壓粗略地分壓至標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓。用納伏表作為檢零計(jì)來(lái)決定分壓器輸出和標(biāo)準(zhǔn)電池之間的電壓差。只要分壓比和標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓值為已知，就可以決定精密直流源的電壓數(shù)值。注意不要從標(biāo)準(zhǔn)電池中吸取任何電流，因?yàn)檫@將會(huì)引起標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓漂移。
分壓器的輸出阻抗一般可能比標(biāo)準(zhǔn)電池的阻抗要高，所以納伏表的HI端必需接到分壓器的輸出，如圖4-39所示，以避免共模電流在分壓器電阻上產(chǎn)生附加的電壓降。
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