这些天来，您从一堆约瑟夫森结和一个微波源构建一个初级电压标准。这会产生一个仅取决于国际单位制（SI 基本单位）的定义常数的电压。

作为一种更经济的选择，您可以将电压表送到实验室，将其​​与可追溯到主要电压标准的电压标准进行比较。在美国，初级电压标准可能在NIST中。

基本上，每个物理量都可以映射回一个定义的物理常数，而不是测量的。其中七个（阅读维基百科文章）是基本单位；其余的都是派生的。伏特，特别是，定义为在一库仑电荷上准确传递一焦耳所需的电动势量。在 SI 基本单位中，\$\mathrm{1V = \frac{kg\cdot m^2}{A \cdot s^3}}\$。因此，只要您知道这四个量是什么，就可以构建任何可以产生电压的旧 dingus，然后就完成了！

截至 2019 年 5 月 20 日，理论上，所有这些基本单位都可以从第一原理重构（即，第二原理由铯微波激射器的多次振荡定义，米由第二原理和速度定义）光等）。最终，您所需要的只是一页参考指南、对物理学和计量学的惊人深刻理解，以及用于大量实验室时间的大得惊人的礼券。

从查看电压表的 Wikipedia 页面来看，似乎使用诸如 Weston 电池之类的东西，它使用可重现且稳定的化学反应，用作校准的最终参考电压。但是，这仍然是鸡与蛋两难的牺牲品——我们如何在不使用电压表的情况下知道韦斯顿电池的电压？

回到使用 Weston 电池作为主要参考的那一天，我们不需要知道电压是多少，我们定义了 Weston 电池的电压，在某些物理条件下，例如温度，以及它是否饱和，正好等于 1.018638 V +/- 修正。从 1911 年采用该定义到 1990 年被约瑟夫森枢纽取代，情况就是如此。

为了防止一个主要的标准被破坏或行为不端，每个主要的国际实验室都维护了一大堆这些东西（一个集合），将它们与另一个进行比较，并将平均值作为真实读数。如果任何特定的单元格开始读得更高或更低，它就会从集合中删除。当一个新的细胞上线时，它不会被添加到整体中，直到它表现出一些长期的良好行为。有时，会从一个国家到另一个国家采取旅行标准来比较彼此的标准。

商业校准实验室根据国际标准检查他们的标准。制造商根据商业校准实验室检查其内部标准。制造商在与您一起到达之前测量他们的产品，以确保它们符合他们的规格。因此，您不起眼的数字万用表在准确性链上落后了几个步骤。但是有一个明确的链条。

特定于数字万用表 (DMM)：典型 DMM 内部使用的模数转换器 (ADC) 类型称为双斜率积分 ADC。这项技术自 1970 年代就已经存在，看看Intersil 7106。我之前在这里写过这个设备是如何工作 的。

但是关于你的问题，这基本上是我们如何相信 DMM 报告的数字是准确的......

Fluke 等仪器制造商将发布用户手册，其中描述如何使用仪器，并定义仪器的准确度（正确校准时）。另外，他们还发布了供第三方校准服务提供商使用的服务手册，详细说明了需要哪些仪器和校准标准，以及必须使用哪些程序，以实现被测单元的设计性能。

我目前找不到 URL，但这是我手头的服务手册的摘录，只是为了展示提供给执行校准服务的公司的信息类型的示例：

这种情况持续了很长一段时间，逐步说明了哪些插件插入到哪里以及按下哪些按钮，以及在校准之前让设备在指定温度范围内“浸泡”的规范（以避免与温度有关的不准确性）。

请注意，在此示例中，即使仪器提供了 30.000V 的最佳可能输入参考，仪器也只会显示 29.992V 至 30.008V 范围内的任何数字，该范围内的任何报告值都会被考虑足够近。

仪器的每个部分都按照一定的顺序进行校准，例如首先进行基本的 2V 测量偏移/增益/线性度，然后是依赖于 2V 测量的 200mV 和 20V 量程，然后才继续进行依赖于电压测量的电流测量一个已知的电阻。如果您拥有所有正确的装备，并且所有这些装备本身最近都经过校准以使其也值得信赖，则可以手动完成该过程。

我工作的模拟半导体公司定期将我们的实验室设备发送给第三方校准供应商，该供应商拥有所有这些经过认证的校准标准设备，并为我们完成所有程序。这只需要钱......但是我自己的个人数字万用表“仅用于指示”，“未校准”，我不费心将它们发送出去，我只是接受用户手册所说的任何程度的不确定性。因此，如果我的 3.3V 电源测量为 3.29V 或 3.32V，我不担心，它在报告容差范围内并且可能正确。

统计过程控制中有一个重要原则，即尝试进行小于系统标准偏差的小调整，实际上会比不理会它更不准确……这就是为什么目标射手和弓箭手总是首先尝试紧集群，在调整他们的目标之前。与仪器校准相同。对 30.000V 测试点进行小幅调整会影响其他一切，因此他们只能将其调整到一定范围内，以免对系统的整体精度产生负面影响。

这里有两个问题，尽管很多人已经讨论过它们，但我会尽量简洁地总结它们。

首先是电压表之类的东西将具有由众所周知的物理过程产生的内部参考电压，根据定义，这会产生具有众所周知的温度（等）特性的已知电压。

第二个是，如果您正在进行任何类型的精确工作（质量控制等），您将定期校准您的电压表。这并不一定意味着有人进入其中并进行了任何调整，但这确实意味着对其施加了外部校准电压，并且您将获得一份证书，说明您的电压表所显示的内容。

用于外部校准的电压源通常是三级参考，即它本身已针对二级参考进行校准，二级参考本身直接针对您所在辖区在 NPL、NIST 或任何拥有它的实验室的主要参考进行校准。