
【化】 comparative instrument; comparative instruments
比較式儀表(Comparative Instrument)是電子測量技術中的基礎工具,其核心原理是通過将未知量與已知标準量進行直接對比實現精确測量。根據《英漢電子工程詞典》(科學出版社,2018年版)的定義,這類儀表在英語中對應"null-detector instruments"或"comparison meters",其工作機制建立于惠斯通電橋等平衡電路基礎之上。
美國國家标準技術研究院(NIST)的技術文檔指出,典型比較式儀表包含三個核心組件:基準源、差值檢測器和平衡指示器。在操作過程中,當被測信號與參考信號達到零位平衡時,系統通過靈敏度可達微伏級的檢流計判定測量結果,這種設計可有效消除系統誤差。
實際工程應用中,比較式儀表主要呈現兩種形态:
英國物理學會(IOP)的實驗物理學手冊強調,這類儀表在計量實驗室校準工作中具有不可替代性,其測量不确定度可比常規儀表降低1-2個數量級。近年IEEE儀器與測量學報的研究表明,現代數字比較式儀表已集成自適應算法,能自動補償溫度漂移等環境幹擾因素。
比較式儀表是一種通過将被測量與已知标準量進行直接比較來确定被測量值的精密測量設備。其核心原理基于比較法,通過平衡或補償技術實現高精度測量。
工作原理
利用電橋、電位差計等裝置(如直流電位差計的補償回路),将未知量(如電壓、電阻)與标準量置于同一電路中比對。當兩者達到平衡狀态時,測量回路無電流消耗,從而消除線路損耗帶來的誤差。
精度優勢
相較于直接式儀表(如指針萬用表),其測量誤差可降低幾個數量級,典型精度可達0.01%甚至更高。這種特性使其在計量校準和精密實驗中尤為重要。
典型應用形式
與直接式儀表的區别
| 比較維度 | 比較式儀表 | 直接式儀表 |
|---|---|--|
| 測量方式 | 需手動平衡标準量 | 直接顯示讀數 |
| 精度 | 高(微差檢測) | 相對較低 |
| 使用場景 | 實驗室、校準 | 工程現場檢測 |
這類儀表廣泛應用于電力系統檢測、精密儀器校準,以及需要高可信度數據的科研領域。其操作通常需要配合标準電阻箱、标準電池等基準器具完成量值傳遞。
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