有五個步進(jìn)盤的直流電位差計的制作方法
【專利摘要】一種用于直流電壓測量有五個步進(jìn)盤的直流電位差計，它的第一步進(jìn)盤由20只0.1Ω電阻構(gòu)成測量盤，第二步進(jìn)盤由10只0.01111Ω電阻構(gòu)成的測量盤與由10只0.01111Ω電阻構(gòu)成的代換盤組成，第三、第四、五步進(jìn)盤的各個觸點與第二步進(jìn)盤中測量盤上的對應(yīng)觸點連接，使第三、第四、五步進(jìn)盤步進(jìn)盤都不需電阻，使電壓測量儀器內(nèi)部引線電阻上總電壓降幾乎為零，電壓測量儀器測量時能夠忽略零電勢及熱電勢影響。
【專利說明】有五個步進(jìn)盤的直流電位差計

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對直流電壓進(jìn)行測量的儀器。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前對于有五個步進(jìn)盤的直流電位差計，在五個步進(jìn)盤之間的連接上，中間盤普 遍采用開關(guān)切換，這樣就產(chǎn)生接觸電阻的變差，給分辨率帶來限制。為了克服該問題，一般 采用大電刷以增大接觸面積，并采用銀-銅復(fù)合材料；申請?zhí)?00810121911. 4公開了有五 個步進(jìn)盤的直流電位差計解決開關(guān)接觸電阻變差的新方法，它的五個步進(jìn)盤都由測量盤及 代換盤組成，不含輔助盤，每個測量盤及代換盤上都有電阻，它的五個步進(jìn)盤上的測量盤與 代換盤在電路中組成了橋式線路，它最大的毛病在于誤差不獨(dú)立，一旦測量盤某點示值超 差，就無法確定是哪只電阻超差引起的，這對鑒定與維修帶來不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是設(shè)計一種有五個步進(jìn)盤的直流電位差計，它不采用橋式線路，這 樣誤差可以獨(dú)立，且后三個步進(jìn)盤觸點間沒有電阻，這可以降低成本，減小儀器體積。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案這樣采取：從直流電位差計3V工作電源的正極經(jīng)過760Ω電 阻RM、由20只29 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由20只1. 5 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻 RP2、及調(diào)節(jié)范圍在〇?1.6 Ω之間的可調(diào)電阻RP3，經(jīng)過經(jīng)過五個步進(jìn)盤，到1018 Ω調(diào)定電阻 RN，再經(jīng)過〇?2 Ω可鎖定滑動觸點的可調(diào)電阻RP4回到直流電位差計3V工作電源的負(fù)極組 成直流電位差計工作回路；從不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN正極經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計 G的雙刀雙擲開關(guān)K到1018 Ω調(diào)定電阻RN和調(diào)節(jié)范圍在0?2 Ω之間可鎖定滑動觸點的 可調(diào)電阻RP4，再經(jīng)過200K Ω電阻&到標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù)極組成直流電位差計標(biāo)準(zhǔn)回路；用于 連接被測量"Ux"的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過五個測量盤后，再經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有 檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負(fù)極端鈕組成直流電位差計補(bǔ)償回路；其特征在于第一步進(jìn) 盤是有0、1、2、……20共21個檔位的測量盤I，測量盤I上每兩個相鄰觸點間焊接0. 1 Ω 電阻一只，第二步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤II與有0、1、2、……10 共11個檔位的代換盤ΙΓ組成，測量盤II與代換盤ΙΓ上每兩個相鄰觸點間焊接阻值是 0. 01111 Ω的電阻一只，測量盤II的第"0"觸點為電路節(jié)點A，代換盤ΙΓ的第"10"觸點 為電路節(jié)點B，第三步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量盤III與有0、1、2、…… 10共11個檔位的代換盤ΙΙΓ組成，第四步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量 盤IV與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤IV'組成，第五步進(jìn)盤由有0、1、2、…… 10共11個檔位的測量盤V與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤t組成，第三步進(jìn) 盤中測量盤III與代換盤IIΓ上的各個觸點，第四步進(jìn)盤中測量盤IV與代換盤IV'上的 各個觸點，第五步進(jìn)盤中測量盤V與代換盤V'上的各個觸點，與第二步進(jìn)盤中測量盤II與 代換盤ΙΓ對應(yīng)觸點連接，第二步進(jìn)盤測量盤II的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΓ的金屬接觸 環(huán)間用999. 89 Ω的電阻Ri連接，第三步進(jìn)盤測量盤III的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΙΓ的金 屬接觸環(huán)間用9999. 89 Ω的電阻R2連接，第四步進(jìn)盤測量盤IV的金屬接觸環(huán)與代換盤It 的金屬接觸環(huán)間用100K Ω的電阻R3連接，第五步進(jìn)盤測量盤V的金屬接觸環(huán)與代換盤V' 的金屬接觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻R 4連接，每個步進(jìn)盤測量盤上的電刷與代換盤上的電刷 轉(zhuǎn)動時同步，測量盤II的第"〇"觸點即節(jié)點A連接測量盤I第"0"觸點，測量盤I第"20" 觸點連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤ΙΓ的第"10"觸點即節(jié)點B連接調(diào)定電阻RN的 高電位端，用于連接被測量"U x"的兩個測量端鈕，正極端鈕與測量盤I的金屬接觸環(huán)連接， 負(fù)極端鈕經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K后與測量盤II的第" 10" 觸點連接。
[0005] 通過以上技術(shù)方案，第三、第四、第五步進(jìn)盤觸點間都沒有電阻，且五個步進(jìn)盤誤 差獨(dú)立，后四盤相同步進(jìn)的誤差一致，這給調(diào)試與維修帶來方便，也使直流電位差計結(jié)構(gòu)簡 單，體積縮小，從而降低了生產(chǎn)成本；當(dāng)直流電位差計五個測量盤置"〇"時，直流電位差計 的內(nèi)部線路總電勢是A點電位，一點電位為"0"，所以本直流電位差計的零電勢很小，五個 步進(jìn)盤各個支路幾個μ v的熱電勢都串聯(lián)在以伏為單位的電壓降上，因此熱電勢對"ux"的 兩個測量端鈕影響可以忽略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的一種原理電路。
[0007] 在圖1中，20 X 29 Ω的可調(diào)電阻RP1，表示可調(diào)電阻RP1上有20只阻值是29 Ω的 電阻串聯(lián)，同理，20Χ1.5Ω的可調(diào)電阻RP2，表示可調(diào)電阻RP2上有20只阻值是1.5Ω的電 阻串聯(lián)，第一步進(jìn)盤測量盤I上的20X0. 1Ω表示測量盤I有20只阻值是0. 1Ω的電阻串 聯(lián)，
[0008] 第二步進(jìn)盤測量盤II與代換盤ΙΓ上的10X0. 01111 Ω，表示測量盤II與代換 盤ΙΓ上都有10只阻值是0.01111 Ω的電阻串聯(lián)，
[0009] 在圖1中，步進(jìn)盤上粗黑線條表示金屬接觸環(huán)，空心小圓圈表示金屬觸點，雙向箭 頭表不金屬電刷。

【具體實施方式】
[0010] 實施例1，在圖1中，節(jié)點A、節(jié)點B之間的后四個步進(jìn)盤中任意一個步進(jìn)盤轉(zhuǎn)動 時，電流流過測量盤增加的電阻等于電流流過代換盤減少的電阻，反之也然，所以，后四個 步進(jìn)盤不管置何示值，該步進(jìn)盤在節(jié)點A與節(jié)點B之間電阻值不變，這能保證后四個步進(jìn)盤 不管置何示值，各步進(jìn)盤電阻比值基本不變，也保證各步進(jìn)盤的電流基本不變。
[0011] 直流電位差計標(biāo)準(zhǔn)工作電流設(shè)計成1mA，直流電位差計1mA工作電流經(jīng)過節(jié)點A后 分成四路：一路經(jīng)過測量盤II，一路經(jīng)過測量盤III，一路經(jīng)過測量盤IV，一路經(jīng)過測量盤 V，四路電流匯合于節(jié)點B ;節(jié)點A、節(jié)點B之間各支路電阻比：第五步進(jìn)盤：第四步進(jìn)：第 三步進(jìn)盤：第二步進(jìn)盤= 1000 : 100 : 10 : 1，所以，流過節(jié)點A、節(jié)點B之間各支路電流 比為：第五步進(jìn)盤：第四步進(jìn)：第三步進(jìn)盤：第二步進(jìn)盤=1 : 10 : 100 : 1000,當(dāng)兩個 常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K置在左邊時，直流電位差計1mA電流全部流 過測量盤II上某一個電阻，這個電阻在連接被測量"U x"的兩個測量端鈕間貢獻(xiàn)的電壓值是 0. 0111 lmV，第二步進(jìn)盤貢獻(xiàn)的電壓值是1 X l(T2mV，第三步進(jìn)盤貢獻(xiàn)的電壓值是1 X l(T3mV， 第四步進(jìn)盤貢獻(xiàn)的電壓值是1X 10_4mV，第五步進(jìn)盤貢獻(xiàn)的電壓值是1X l(T5mV。因此，第一 步進(jìn)盤每個步進(jìn)是1 X K^mV，第二步進(jìn)盤每個步進(jìn)是是1 X 10_2mV，第三步進(jìn)盤每個步進(jìn)是 是lX10_3mV，第四步進(jìn)盤每個步進(jìn)是是lX10_ 4mV，第五步進(jìn)盤每個步進(jìn)是lX10_5mV。
[0012] 直流電位差計工作電壓為3V，由于干電池每節(jié)穩(wěn)定電動勢在1. 4V?1. 65V之間， 為實現(xiàn)電源電壓在1. 35V?1. 65V均能把直流電位差計工作電流調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，取固定 電阻RM= 760Ω，可調(diào)電阻= 20Χ29Ω，可調(diào)電阻RP2 = 20Χ1.5Ω，可調(diào)電阻心3為 0?1.6Ω，這樣用兩組干電池串聯(lián)起來就可以作為直流電位差計工作電源，也可以用外接 3V穩(wěn)壓電源工作。
[0013] 在標(biāo)準(zhǔn)回路中，為避免回路電流過大，采用200ΚΩ電阻R。來限流，由于不飽和標(biāo) 準(zhǔn)電池的電動勢是離散的，在1. 0188V?1. 0196V之間，標(biāo)準(zhǔn)化的工作電流為1mA，因此調(diào)定 電阻RN取1018 Ω，外加0?2 Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP4，可以覆蓋標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢的變化范 圍。
[0014] 直流電位差計的標(biāo)準(zhǔn)工作電流是這樣獲得：把2mV標(biāo)準(zhǔn)信號電壓按極性與直流電 位差計"U x"兩個測量端鈕連接，直流電位差計各步進(jìn)盤總示值與標(biāo)準(zhǔn)信號電壓值相同，雙 刀雙擲開關(guān)κ擲向左邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R P1、可調(diào)電阻RP2及可調(diào)電阻RP3，使檢流計G指零； 再將雙刀雙擲開關(guān)K擲向右邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R P4，使檢流計G指零，再重復(fù)一次后，把可調(diào) 電阻RP4鎖定，這時直流電位差計的工作電流就標(biāo)準(zhǔn)化，儀器使用時，先校對標(biāo)準(zhǔn)，要對讀數(shù) 盤進(jìn)行讀數(shù)時，校對標(biāo)準(zhǔn)后再讀數(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種有五個步進(jìn)盤的直流電位差計，從直流電位差計3V工作電源的正極經(jīng)過760 Ω 電阻RM、由20只29 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由20只1. 5 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電 阻RP2、及調(diào)節(jié)范圍在0?1.6 Ω之間的可調(diào)電阻RP3，經(jīng)過經(jīng)過五個步進(jìn)盤，到1018 Ω調(diào)定 電阻RN，再經(jīng)過〇?2 Ω可鎖定滑動觸點的可調(diào)電阻RP4回到直流電位差計3V工作電源的 負(fù)極組成直流電位差計工作回路；從不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池E N正極經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢 流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到1018 Ω調(diào)定電阻RN和調(diào)節(jié)范圍在0?2 Ω之間可鎖定滑動觸 點的可調(diào)電阻RP4,再經(jīng)過200ΚΩ電阻&到標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù)極組成直流電位差計標(biāo)準(zhǔn)回路；用 于連接被測量"U x"的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過五個測量盤后，再經(jīng)過兩個常閉觸點之間接 有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負(fù)極端鈕組成直流電位差計補(bǔ)償回路；其特征在于第一步 進(jìn)盤是有〇、1、2、……20共21個檔位的測量盤I，測量盤I上每兩個相鄰觸點間焊接0. 1 Ω 電阻一只，第二步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤II與有0、1、2、……10 共11個檔位的代換盤ΙΓ組成，測量盤II與代換盤ΙΓ上每兩個相鄰觸點間焊接阻值是 0. 01111 Ω的電阻一只，測量盤II的第"0"觸點為電路節(jié)點A，代換盤ΙΓ的第"10"觸點 為電路節(jié)點B，第三步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量盤III與有0、1、2、…… 10共11個檔位的代換盤ΙΙΓ組成，第四步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量 盤IV與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤IV'組成，第五步進(jìn)盤由有0、1、2、…… 10共11個檔位的測量盤V與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤f組成，第三步進(jìn) 盤中測量盤III與代換盤IIΓ上的各個觸點，第四步進(jìn)盤中測量盤IV與代換盤IV'上的 各個觸點，第五步進(jìn)盤中測量盤V與代換盤V'上的各個觸點，與第二步進(jìn)盤中測量盤II與 代換盤ΙΓ對應(yīng)觸點連接，第二步進(jìn)盤測量盤II的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΓ的金屬接觸 環(huán)間用999. 89 Ω的電阻Ri連接，第三步進(jìn)盤測量盤III的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΙΓ的金 屬接觸環(huán)間用9999. 89 Ω的電阻R2連接，第四步進(jìn)盤測量盤IV的金屬接觸環(huán)與代換盤IV 的金屬接觸環(huán)間用100K Ω的電阻R3連接，第五步進(jìn)盤測量盤V的金屬接觸環(huán)與代換盤V' 的金屬接觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻R 4連接，每個步進(jìn)盤測量盤上的電刷與代換盤上的電刷 轉(zhuǎn)動時同步，測量盤II的第"〇"觸點即節(jié)點A連接測量盤I第"0"觸點，測量盤I第"20" 觸點連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤ΙΓ的第"10"觸點即節(jié)點B連接調(diào)定電阻RN的 高電位端，用于連接被測量"U x"的兩個測量端鈕，正極端鈕與測量盤I的金屬接觸環(huán)連接， 負(fù)極端鈕經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K后與測量盤II的第" 10" 觸點連接。
【文檔編號】G01R17/20GK104101755SQ201410363528
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】袁樂香, 駱曉峰 申請人:富陽興遠(yuǎn)儀器儀表經(jīng)營部