電位差計的測量原理與天平很相似,是采用“零”值法進行測量的,如圖9-33所示。圖中R為線性度很高的精密電阻,其阻值不隨溫度而變化,流過它的電流I是恒定不變的,所以在R上所產生的電位差是均勻分布的、標準的,相當于天平上的磁碼。G為檢流計,它相當于天平的指零裝置,Ex為待測的未知電壓(如待測的熱電勢Et,),測量時調整d點的位置,當檢流計的指針指零時,說明未知電壓與已知電位差vb相等。由手這兩個電壓方向相反,相互對時,所以檢流計指零。當平衡時,它們的關系為:

從上面的簡単分析中,可以看出應用零值如量法的顯著優點是:由于在進行測量讀數時,檢流計中無電流流過,所以外部連接電阻的大小對讀數沒有影響,而且不消耗被測對象的能量,這就能準確地測量微弱電勢。其測量結果的準確性主要取決手工作電流I以及表內部滑線電阻r的精度和穩定性。為了的保手動電位差計工作電流恒定,在僅表內部線路中增加了標準電池En,標準電阻RN以及調整工作電流的電位器Rn,如圖9-34所示。測量時要按以下兩個步驟進行操作:

①校準工作電流:將開關K合在“l”的位置,調節電位器R1,使檢流計指示為零,也就是使工作電s使工作電流I在標準電阻RN上的電壓降與標準電池的標準電勢En相等,即: