一、概述
UJB型板式電位差計保留了十一線電位差計結構直觀，原理明確的“解剖式儀器”特色，改進了十一線電位差計易出故障、誤差較大等缺陷，把師生從焦頭爛額狀態中解放出來，測量精度、重復性和穩定性可與箱式電位差計相媲美，不確定度分析也能有一個合理的交代。使用本儀器有助于教師講清原理、要領和抽象的因果邏輯，有助于學生保持清晰的超作思路，也適合編排討論型、設計型、綜合型實驗，蘊含豐富的素質教育素材。
二、UJB型板式電位差計結構
將以往十一線電位差計作為整書讀數的10條電阻絲繞制成10個名義值相等的微小誤差電阻器，串聯形成電阻鏈O-A，各連接點上的11個接線柱（編號0#—10#）可與外電路選擇聯通。以往十一線電位差計作為小讀數的1米長電阻絲仍然作成“標尺——滑塊——按鍵”結構，并且在兩端并聯一只高精度電位器，以便調節其電阻值與其他10個電阻器相等。該電位器出廠時已調好，用戶不可無故調節。晶瑩剔透的標尺上刻有歸一化讀數0~1.00（讀數不表示電阻值），記錄讀數時應寫足有效數字到萬分位（毫米的十分位），即*.****。沿標尺滑動的燕尾槽滑塊上裝有一只銅片按鍵N，銅片左、右各有一個刀口，按下刀口時與電阻絲接觸。做兩個刀口的意圖是避免標尺端部有死區，不可同時按下兩個刀口。
三、UJB型使用方法
由上文可知，本儀器的主體是一條電阻鏈A——O——B，共有11個單無電阻，zui后一個是1米長電阻絲OB。在接線柱A、B上連接一臺可調的高穩定性電源E，E與電阻鏈組成工作回路，閉合開關K1時，回路內有工作電流I流過，總電壓UAB平均分配到11個單元電阻上，各單元電阻的壓降U叫做本次實驗的校準常數，總電壓UAB就是本次實驗的實際量程。U和UAB是可大可小的，應根據測量要求來確定。以精密測量干電池的電動勢EX為例，按常識粗知Ex≈1.5V，依據“量程略大于被測量”、“校準常識盡量取整”兩條原則，確定U=0.200000V，UAB=2.200000V。
1、校準
確定U=0.200000V僅僅表示一種愿望，真正在儀器上實現U=0.200000V還需要做一系列工作，此工作過程叫做“校準”。在AB上并聯伏特計V，調節電源E使V表讀數UAB=2.2V，似乎就完成了校準，但這僅完成了“粗校”，伏特計只能給出2~4位有效數字的粗造結果。只有借助于標準電池Es才能完成精確校準，實現UAB=2.200000V（7位有效數字）。
標準電池*的物理化學性質決定其電動勢Es在同一溫度下非常穩定，在不同溫度下Es的變化規律也非常確定，能夠比較準確地體現“伏特”的大小Es供人們在測量中與被測電壓U2進行比對而得到測量結果。象標準電池這樣可以體現測量單位大小的實物，通稱為度量器或量具。電學度量器包括標準電池、標準電阻、標準電容。根據度量器在量值傳遞中的地位和作用，可分為基準器、標準器和工作量3個級別，在一般工程測量中用到的度量器都是工作量具。
常用的II級飽和式標準電池，BC2型20℃時的電動勢E20約為1.01850-1.01870V，BC3型20℃時的電動勢E20約為1.01855-1.01865V之間，具體每只標準電池的E20可直接引用它的鑒定證書。當氣溫偏離20℃時，飽和式標準電池的電動勢Et按下式變化，實驗者應按此公式修正ES值：
Et=E20—39.9×10-6（t—20）—0.94×10-6(t—20)2+0.009×10-6(t—20)3V
標準電池準確度如此之高，只可惜內阻太大（數百到數千歐）稍有電流，其端壓就會降低，影響校準；電流如果大于1微安還有可能損壞標準電池。因此需要有一個巧妙而便捷的實驗方法，在ES不輸出也不輸入電流的狀態下令UAB或UAB的一部分與ES精確比對，這個方法就是“補償法”。當然過程初期還會有微小電流，應采取措施使之不超過1微安。將檢流計G、標準電池ES、轉換開關K2、衰減電位器RN、驗零按鈕AN串聯，組成校準支路CGD。當然CGD不能直接并聯到AOB上，也不能只并聯到莫一個單元電阻上。C應接到0#~10# 接線柱中zui恰當的一個序號M上；D應接到銅片按鍵N，N應滑到標尺讀數zui恰當之處與電阻絲接觸。以上兩個“zui恰當”指的是，假設已調準U=0.200000V，M—O—N段電阻鏈上的電壓UMON正好等于ES二者在環路C—G—D—N—O—M—C中方向相反，大小相等，因此G無電流通過，即IG=0，我們就稱電路達到補償(或平衡)狀態，ES恰好被UMON補償掉了，因而UMON又稱為補償電壓。由UMON=Es=1.01847V反算M—O—N之間應該有多少個單元電阻，設應有ns個，顯然ns不是整數，因為大自然賜予我們的ES就不是整數。ns====5.09235
整數部分“5”表示M—O之間應有5個單元電阻，即M點應是5#接線柱；n數部分“0.09235”表示O—N之間應有0.09235米長的電阻絲。由于標尺分度值為1mm，只能讀到0.0924，而且標尺讀數沒有單位。由此可見0#~10#接線柱好像一組天平砝碼，電阻絲OB和按鍵N好像天平橫梁和游碼，互相搭配能夠組合0~11之間任何一個有效數字。
實際上剛用伏特計完成粗校，不保證UMON=Es，G尚有電流通過，因此應將衰減電位器Rn調到zui大，保證IG<1uA以保護ES當然此時電路靈敏度S也達到zui低值Smin，此時應嚴格保持上述兩個“zui恰當位置”不變也就是保持（2）式的ns值不變，輕微調節工作電源E使G初步指零，適當減小Rn使G又顯現出偏轉，進一步微調E使G指零，如此循環調節直至Rn——0，由此可推斷U=0.200000V和UAB=2.200000V均已成為現實，校準目標已實現，工作電流I已標準化。當然我們不必知道I是多少。隨手將Rn恢復到zui大，靈敏度S歲之降到zui低，為下一步實驗做好準備。在調節過程中，為了確認G是否真正指零，可以隨時按動驗零按鈕AN，若G的指針有輕微擺動，說明電路尚未平衡，還需仔細調節。一般*指針式檢流計的靈敏閥△nmin為0.1格，當做偏△n＜△nmin時，就認為叫路已經平衡。由于指零儀的靜態微偏與其真實零點不可能同時被觀察，所以觀察者需將當前靜態微偏的視覺形象與記憶中的真實零點相對比，這是不準確的。本實驗以一定節奏按動驗零按鈕AN實際是將靜態微偏調制成一種微振幅交變信號，使之醒目可辨，顯著提高檢流計的靈敏度。
另外，如果完成組校后忘記拆掉V表而進行精細校準，則V表成為電路的一部分，再不允許將其拆下。
2、測量未知電動勢
測量電路與標準電路相同，但操作的因果邏輯相反，一定要保持思路清晰。用K2甩端ES接通被測干電池EX，則C→G→EX→K2→Rn→AN→D支路成為測量支路。牢記I、U、UAB均已標準化，不可再調E（復核校準狀態有無漂移時例外），并要意識到剛才校準時的兩個“zui恰當”已不恰當，急待尋求新的“zui恰當”。按常識EX≈1.5V，常識代替了粗測過程，可據估算EX需要多少個單元電阻與之平衡，設為nx個（nx無單位）有nx≈
（3）式與（2）式的區別就在于，（2）式是ns的準確值，操作中應嚴格保持不得改變：而（3）式是nx的估算值，操作中恰恰是要改變它直至找到準確的nx。將M改接7#接線柱，將N的刀口滑到標尺0.5000處接觸電阻絲，此時G會有偏轉（千萬不可調E?。?，改變N的位置，必要時改變M的接線栓序號，使G→0，直徑Rn→0，G=0，調節中應隨時使用校零按鈕AN。zui后從M、N兩處讀取nx≈7.4906，可得測量結果EX=U·nx=0.200000V×7.4926=1.49852V
3、測量電池內阻
閉合K3，令100Ω電阻RS與EX并聯，二者形成回路，回路電流IS在EX的內阻r上產生壓降rIS，與EX方向相反，使電池端壓減小E’x= EX- rIS，其中IS=E’x/RS仿照上文“三·2”款的方法測量E’x，設測量結果為E’x=1.48841V，則干電池內阻r==
4、測量未知電阻
將被測電阻RX、已知電阻RS以及電源E0串聯，仿照“三·2”方法用電位差計后測量PQ間電壓US和QW間電壓UW間電壓UX，則可求出被測電阻為 RX=RS
5、校準電表
將被校的V表通過滑動變阻器R0接到電源E0，調節R0使VX偏轉，當指針指向標尺零點、滿偏點以及4個或8個均勻內分點時，用電位差計測量VX表兩端的電壓，記錄讀數Usi，并記錄V表的對應示值Ui，則Ui的修正值為△Ui=Usi-Ui，以△Ui為縱坐標,以Ui為橫坐標作曲線,就是V表的校正曲線。
6、電位差計的靈敏度
電位差計達到補償（平衡）狀態后，人為地讓測量支路（或校準支路）中出現一個微笑電壓增量△U，由△U導致G偏轉△d格，則電位差計的靈敏度S等于 △d與△U的微商。實際操作中zui方便的做法是將按鍵N從平衡移開△n米（一般取毫米到數厘米），令G偏轉△d格（一般為零點幾格到幾格），則△U=△Un
S=（格/狀）
式中U仍是前述的校準常數。測量S前應確認RN=0，即S是zui高靈敏度Smnx。
7、不確定估算
校準常數U在校準前、后的意義是不一樣的。校準前，U只是一個假想的理論值，校準后U轉化成一個實實在在的間接測量量，
U=
將測量公式（4）中的U代換成原始讀數ES、ns，得數學模型
EX=ES
由此得EX的不確定度傳播律為
式中U（ES）=
u(ns)=［5×（）2+（）2］
u（nx）=［7×(）2+（）2］
(14)式右邊*項表示5個萬分之一精度的單元電阻B類不確定度的平方和，第二項表示標尺B類不確定度的平方，標尺B類不確定度取其分度值0.001除以。（15）式以此類推，所不同的是需考慮7個單元電阻。測量公式（5）、（6）、（8）的不確定度傳播律，用戶可仿照上文推導。
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