在电气时代的黎明，人们很快意识到需要一种可重复使用的电压标准。最理想的情况是， 标准将对温度变化、电流流动和老化不敏感。它会有很长的寿命。它也应该是 对于在相隔很远的实验室中的工作人员来说，构建具有高度重复性的标准是可能的。一种伏特式电池 是当时显而易见的选择，然而，建造一个满足这些要求的电池将成为许多 研究。
许多早期用于电压标准的电池之一是丹尼尔盒(1836年)。丹尼尔电池由锌板组成 浸泡在硫酸锌溶液中的铜板和浸泡在硫酸铜溶液中的铜板。这两种解决方案都保留了下来 由多孔的土杯隔开，或由重力隔开，但都放在一个共同的容器里。重力，或龙爪型细胞 几乎只在电报工作中使用。这两种方式都产生了大约1.08伏的电压。尽管丹尼尔室曾短暂使用过 作为电压标准，它的使用寿命短，电动势不恒定。事实上，Daniell细胞要求 当电池不使用时，应将电极从电解液中移除。
1872年，拉蒂默·克拉克发明了克拉克细胞。它由汞和锌汞齐电极在饱和溶液中组成。 硫酸锌。这比Daniell Cell有了很大的改进，但有两个主要的缺陷。它有一个很大的 温度系数为-0.00115 V/°C，白金接头进入玻璃的地方开裂 信封。这是由于铂与锌汞齐合金化造成的。尽管它有问题，但它是可重现的，而且 成为第一个商业上成功的标准电池。
瑞利勋爵在1885年研究了克拉克细胞的一种形式，后来被称为1894年的贸易委员会细胞。他确立了 电磁场。在任何温度下：
他给出的电压是15°C时的1.434伏，但随后的调查显示这个值过高了近0.1%。 Kahle在Reichsanstalt开发了一种改进的细胞形式。正确的电磁场。是1.4328国际伏特， 根据法律规定，电气测量(1917年)。
爱德华·韦斯顿(Edward Weston，1850-1936)在1891年的一项专利申请中描述了韦斯顿细胞。以镉代替锌，以及 为了将硫酸镉用于硫酸锌电解液，他创造了一种电池，它在很大程度上克服了克拉克电池的不足。 它具有高度的重复性，具有较低的温度系数，并且除非掉落，否则不会破裂！
韦斯顿标准电池总是装在玻璃管里。在每个"；H&34；的底部，白金 电线被密封在玻璃中，以便与电池本身的电极接触。包裹在一根电线上的是液体 水银，上面涂有硫酸亚汞的糊状物。这就形成了正极。包裹在另一根电线上的是一个 镉/汞合金。这就形成了负极。饱和电池会有一层硫酸镉晶体。 在电极上方，未饱和的电池将使用各种填料来保持电极。单元格的顶部是 然后加入硫酸镉溶液。
最高纯度的材料对于建造令人满意的标准电池是必不可少的。基础材料-- 汞、镉、硫酸和水-都是通过蒸馏提纯的，从可用的最纯净的材料开始。 硫酸镉优选地由金属镉和酸制备，镉在硝酸中溶解，结晶 几次作为硝酸盐，用重蒸馏的硫酸沉淀成硫酸镉，然后反复提纯 再结晶为硫酸盐。硫酸亚汞是在黑暗的房间中电解制备的。镉汞合金 (10%镉)是电解制备的，也可以通过将两种金属加热在一起来制备。
成品电池必须安装在合适的外壳中以保护它，并提供测量终端。胶木箱 通常使用热滞后于铜(后电池中为铝)，或完全温控的外壳，用于成套的 饱和的单元格。
韦斯顿标准电池有两种形式可供选择：饱和和非饱和。这指的是镉的浓度。 电解质中的硫酸盐。饱和类型的电池是最持久的，但是它也有更高的温度。 系数，并且不能随身携带。它通常只用于非常精确的工作，并且必须进行温度控制。它是 这种类型的电池被国家实验室用来标准化伏特值。
非饱和类型的电池比较常见，因为它是便携的。电极材料和硫酸亚汞被牢牢握住。 使用多孔塞子放置，这样电池在倒置时不会受到损坏。在大多数情况下，温度系数可以忽略不计。 申请，但由以下人员提供：
饱和和不饱和电池的进一步变体可以以中性或酸性的形式获得 "；单元格。酸性细胞与正常细胞的中性相似，只是添加了少量的硫酸。这个 电动势。酸性细胞比正常细胞低，这取决于酸的浓度。下面的公式给出了 电动势差，其中N是硫酸的正常值：
伦敦电气单位和标准会议通过了韦斯顿标准电池作为 1908年的电压。1911年1月1日，国家标准局(现在的NIST)紧随SUBE之后。
当时，电压声明为20°C时的1.01830国际伏特。在任何其他温度下，电压为 使用以下公式计算：
原著由沃尔夫完成，1908年由国家统计局出版。这些系数至今仍被认为是准确的。
由此可见，电池必须保持恒温，以确保结果准确。如果满足该要求，且 如果电池是用足够纯净的材料建造的，电压将在很长一段时间内保持稳定在1ppm以上。 时间的问题。NIST维护的一些细胞已有70-80年的历史，虽然不再稳定可靠，但仍然稳定可靠 正式用作电压基准。
按照今天固态坚固耐用和可靠性的标准，标准电池是挑剔的、精致的，而且容易损坏。 通过滥用。简单地应用电压表来测量电池就会吸收足够的电流来改变电池的值。 细胞，并将造成永久性损害，如果保持任何时间的长度。现代高阻抗DVM降低了危险，但是 绝对不能以这种方式测量或使用标准电池。(此声明显然不包括固态硬盘 专用扫描仪，或具有数百兆欧姆输入阻抗的静电计输入DVM。)。
任何流入或流出电池的电流都是有害的。一µA持续几分钟可产生可测量的变化 电动势。在任何情况下，绘制电流都不应超过100µA。下表显示了各种 电流和相关恢复时间：
标准电池测量几乎总是在NULL配置中进行。两个电池背靠背相连。 "；，并测量两者之间的电压差。测量总是尽可能简短。
至少需要三个电池才能以任何程度的可靠性维持电压。只有一个细胞，我们无法知道 已发生更改。对于两个单元格，将检测到其中一个单元格的变化，但无法确定是哪一个单元格。使用 三个单元格，就可以识别出错误的单元格。此外，还可以发送一个信元进行认证，然后将其 返回以确保没有发生移位或损坏。以下规则浓缩自Harris'；电气测量(1952)：
一般实验室使用的细胞应该经常相互对照检查。至少应该为这样的小区预留一个小区 检查，不受日常操作的危险。这样的细胞应该每隔一年送到标准化实验室一次。 认证的年份。这将使电池暴露在异常的温度和处理条件下，至少一周 允许电池在进行测量之前恢复。
标准电池电路中的保护电阻和适当的保护电阻应将电池的电流消耗保持在最低限度。 关键字的操作。应避免在实验室条件下导致电池外壳上的水分凝结。
电流计灵敏度低可能是由高电阻引起的。检查电阻，如果该电池持续存在，则将其丢弃。
关于非饱和电池的寿命已经发表了很多，但关于饱和电池的信息却不太常见。这 很可能是因为，如果得到适当的护理，它们可以持续几十年。
未饱和的电池应该有一个电动势。如果是新的，在20°C的情况下为1.0190伏。当电压降到1.0183伏时， 细胞应该丢弃，因为它不再稳定。大多数信誉良好的实验室不会对低于此值的单元进行认证。
国家统计局记录了大约600个未饱和小区的数据。约5%的人表现出电动势的增加。随着时间的推移，平均 变化为28µV/年。其余95%的电动势下降，平均为85µV/年。在这群人中，近一半的人 变化超过50µV/年，四分之一变化超过100µV/年。这些数据表明， 需要每年间隔以确保0.01%的准确性。未饱和电池的预期寿命为7-14年。
根据结构的不同，非饱和电池的内阻通常在80到500欧姆之间。高内部 阻力有时可能是由于困住的气泡造成的，有时可以通过轻轻倾斜和轻敲来释放。这是有可能的 为了测量内阻，应尽快进行该程序，以避免损坏电池。如果 确切的内阻是不需要的，应该避免这个程序。
在端子两端连接1 MΩ电阻器，并重新测量电动势。越快越好。
下面的BASIC程序将计算不同温度下的标准电池电压。它是用泛型编写的 语句，并且需要修改才能在BASIC的任何特定实现下运行。这些评论涉及到一个具体的 手机烤箱，不需要输入：
'；标准单位计算器 输入"；输入温度为28摄氏度的标准电池电压；E28 输入"；输入新温度"；T EX=-53.9*(T-28)-0.71*(T-28)^2+0.01*(T-28)^3 打印"；Delta V="；；例如；"；微伏； EX=EX*1E-6 打印"；电池电压将为"；；EX+E28；"；电压为摄氏34度；T；； '；备注： 上面使用的公式来自埃普利的文献。他们适应了 它的温度是28摄氏度，因为那是标准的电池烤箱温度。JRL电池烤箱的温度是华氏37度，所以炎热的天气不是问题。他们 使用指定为20度、1.018220伏电动势的埃普利电池。应用该公式，JRL电池炉和电池组的正常输出 是1.017685伏的电动势。(新公差约为正负20微伏) 我的jrl细胞烤箱和细胞读数约为1.017725。36摄氏度到37摄氏度之间的晶胞系数为63.8 uV/度 37摄氏度到38摄氏度之间的晶胞系数为64.68 uV/度 以20度为参考的国际公式使用 数值系数为.0000406、.00000095和.00000001。
今天使用的韦斯顿标准电池很少，这是有充分理由的。大多数应用都很容易满足简单固态硬盘的要求 参考资料。初始精度为0.01%，温度系数为百万分之一或百万分之二的ICS很容易获得。 平坦化齐纳二极管基准电压源做得更好，尽管成本要高得多。唯一的性能优势是标准 细胞今天的噪音很低，即使这样也不是一个严重的问题。
标准电池下降的一个更大的原因是对它们所含汞和镉的环境担忧。 这些都是有毒的重金属，到了处置时间，必须作为危险废物处理。制造 含汞电池几乎在所有地方都是非法的，标准电池也属于这一规定。埃普利，其中一个 最知名的标准电池制造商在很多年前就停止了生产。可以假设几乎所有未饱和的小区都不是 使用寿命更长。
标准细胞棺材中的最后一颗钉子是NIST的约瑟夫森结阵列的开发。这是一种超导体 响应已知频率的微波辐射而产生电压阶跃的半导体阵列。这是一个主要的标准。 而且多个单位已经表现出对百万分之几的同意。