微小電壓測量裝置制造方法
【專利摘要】一種用于直流電壓測量的微小電壓測量裝置，它的每個步進盤都由測量盤和與測量盤結構相同的代換盤組成，它第一步進盤上測量盤與代換盤的觸點間焊有電阻，其余步進盤上都沒有電阻，它使微小電壓測量裝置內部引線電阻、開關接觸電阻及變差、熱電勢對微小電壓測量裝置影響都能夠忽略。
【專利說明】微小電壓測量裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及對直流電壓進行測量的儀器。
【背景技術】
[0002] 當前對于有五個步進盤的微小電壓測量裝置，在五個步進盤之間的連接上，中間 盤普遍采用開關切換，這樣就產生接觸電阻的變差，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-銅復合材料；申請號200810121911. 4公開了 有五個步進盤的微小電壓測量裝置解決開關接觸電阻變差的新方法，它的五個步進盤都由 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。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是設計一種有五個步進盤的微小電壓測量裝置，它不采用橋式線 路，這樣誤差可以獨立，且后三個步進盤觸點間沒有電阻，這可以降低成本，減小儀器體積。
[0004] 本發明的技術方案這樣采取：微小電壓測量裝置從調節范圍在11. 2?12V之間的 外接工作電源E正極端鈕經過由21只5Ω電阻串聯構成的可調電阻RP1、由21只0. 25Ω電 阻串聯構成的可調電阻RP2、及調節范圍在〇?0.27Ω之間的可調電阻RP3、再經過五個步進 盤，到溫度補償盤Α、1〇18Ω調定電阻心、溫度補償盤w 2回到微小電壓測量裝置調節范圍在 11. 2?12V之間的外接工作電源E負極端鈕組成微小電壓測量裝置工作回路；從外接飽和 標準電池ENE極端鈕經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K到到溫度補償 盤 Wl、1018 Ω調定電阻RN、溫度補償盤w2到外接飽和標準電池EN負極端鈕組成微小電壓測 量裝置標準回路；用于連接被測量"U x"的兩個端鈕，正極端鈕經過五個測量盤后，再經過兩 個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K到負極端鈕組成微小電壓測量裝置補償回 路；其特征在于第一溫度補償盤A有0、1、2、……10共11個檔位，各檔觸點間連接阻值是 0. 1Ω的電阻一只，第二溫度補償盤％有0、1、2、……10共16個檔位，各檔觸點間連接阻 值是〇. 01 Ω的電阻一只，補償盤1的第" 10"觸點與100. 7972 Ω電阻R8的一端并聯節點 D，補償盤W2的第" 16"觸點與100. 7972 Ω電阻R8的另一端并聯節點E，補償盤％的第"0" 觸點與補償盤W2的第"0"觸點通過1018Ω調定電阻馬連接；第一步進盤由有〇、1、2、…… 10共11個檔位的測量盤I與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤Γ組成，測量盤I 與代換盤Γ各檔觸點間連接阻值是0.01 Ω的電阻一只，測量盤I的第"0"觸點為電路節 點A，代換盤Γ的第"10"觸點為電路節點B，第二步進盤由有0、1、2、……10共11個檔 位的測量盤II與有〇、1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΓ組成，第三步進盤由有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，第四步進盤由有〇、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V'組成，第二步進盤中測量盤II與代換盤ΙΓ上的 各個觸點，第三步進盤中測量盤ΠΙ與代換盤IIΓ上的各個觸點，第四步進盤中測量盤IV 與代換盤IV'上的各個觸點，第五步進盤中測量盤V與代換盤V'上的各個觸點，與第一步 進盤中測量盤I與代換盤Γ對應觸點連接，第一步進盤測量盤I的金屬接觸環與代換盤 Γ的金屬接觸環間用999.9 Ω的電阻Ri連接，第二步進盤測量盤II的金屬接觸環與代換 盤ΙΓ的金屬接觸環間用10ΚΩ的電阻R2連接，第三步進盤測量盤III的金屬接觸環與代 換盤ΙΙΓ的金屬接觸環間用100ΚΩ的電阻R 3連接，第四步進盤測量盤IV的金屬接觸環 與代換盤IV'的金屬接觸環間用1ΜΩ的電阻R4連接，第五步進盤測量盤V的金屬接觸環 與代換盤V'的金屬接觸環間用10ΜΩ的電阻R 5連接，每個步進盤測量盤上的電刷與代換 盤上的電刷轉動時同步，測量盤I的第"〇"觸點即節點A連接可調電阻R P3的低電位端，代 換盤Γ的第"10"觸點即節點B連接節點D，節點E連接外接工作電源E負極端鈕；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的第"0"觸點連接，負極端鈕經過兩 個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K后與測量盤I的第" 10"觸點連接。
[0005] 通過以上技術方案，第二、第三、第四、第五步進盤觸點間都沒有電阻，五個步進盤 誤差獨立，且五個步進盤誤差一致，這給調試與維修帶來方便，也使微小電壓測量裝置結構 簡單，體積縮小，從而降低了生產成本；當微小電壓測量裝置五個測量盤置"〇"時，微小電 壓測量裝置的內部線路總電勢是A點電位，一點電位為"0"，所以本微小電壓測量裝置的零 電勢很小，五個步進盤各個支路幾個μV的熱電勢都串聯在以伏為單位的電壓降上，因此 熱電勢對"U x"的兩個測量端鈕影響可以忽略。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006] 圖1是本發明的一種原理電路。
[0007] 在圖1中，21X5 Ω的可調電阻RP1，表示可調電阻RP1上有21只阻值是5 Ω的電阻 串聯，同理，21X0. 25 Ω的可調電阻RP2，表示可調電阻RP2上有21只阻值是0.25 Ω的電阻 串聯，第一步進盤測量盤I與代換盤Γ上的10X0. 1Ω，表示測量盤I與代換盤Γ上都有 10只阻值是〇. 1Ω的電阻串聯。
[0008] 在圖1中，步進盤上粗黑線條表示金屬接觸環，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】
[0009] 實施例1，在圖1中，節點A、節點B之間五個步進盤中任意一個步進盤轉動時，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，五個步進盤不 管置何示值，該步進盤在節點A與節點B之間電阻值不變，這能保證五個步進盤不管置何示 值，各步進盤電阻比值基本不變，也保證流經各步進盤的電流基本不變。
[0010] 各步進盤電阻比：第一步進盤：第二步進盤：第三步進盤：第四步進盤：第五步 進盤=1 : 10 : 102 : 103 : 104,所以，流過各步進盤電流比：第一步進盤：第二步進盤： 第三步進盤：第四步進盤：第五步進盤=1〇 4 : 1〇3 : 1〇2 : 10 : 1。微小電壓測量裝置標 準工作電流設計成11. 111mA，則標準工作電流流過第一步進盤10mA，流過第二步進盤1mA, 流過第三步進盤0. 1mA,流過第四步進盤是0. 01mA,流過第五步進盤是0. 001mA,
[0011] 這時第一步進盤每個步進是lmV，第二步進盤每個步進是IX K^mV，第三步 進盤每個步進是lXl(T2mV，第四步進盤每個步進是lX10_3mV，第五步進盤每個步進是 1 X l(T4mV，第一步進盤在節點A、B之間的阻值是1000 Ω，測量盤與代換盤的開關接觸電阻 變差一般小于2 X 1(Γ4 Ω，變差引起誤差可以忽略，第二步進盤往后的三個步進盤，測量盤金 屬接觸環與代換盤的金屬接觸環間連接的電阻阻值更大，開關接觸電阻變差的影響更可以 忽略。
[0012] 當工作電流標準化后，第I測量盤擲化，第II測量盤擲112，第III測量盤擲％，第 IV測量盤擲n4，第V測量盤擲n5，開關K擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為：
[0013] Ux = 10 X 0. ln^l X 0. 1η2+0. 1X0. 1η3+0. 01X0. 1η4+0. 001 X 0. ln4 (mv)
[0014] Ux = ln^O. ln2+0. 01n3+0. 001n4+0. 0001n5(mv)
[0015] 本微小電壓測量裝置采用比較大的工作電流及0.01 Ω這種比較小電阻，是為了 測量微小電壓時，降低對檢流計靈敏度的要求。
[0016] 在標準回路中，飽和標準電池的電動勢在20°C時為1.0186V，環境溫度每升高 1°C，飽和標準電池的電動勢降低約40 μ V，根據飽和標準電池上0. TC分辨率溫度計，可 以確定飽和標準電池的電動勢，本微小電壓測量裝置用每步進100 μ V的溫度補償盤Wl對 溫度進行較大補償，用每步進10 μ V的溫度補償盤w2對溫度進行細微補償，為了讓1mA 電流流過溫度補償盤A、1018 Ω調定電阻RN、溫度補償盤w2,在節點D與節點E之間并聯 100. 7972 Ω電阻R8使它分流10. 111mA電流。
[0017] 微小電壓測量裝置工作電源要采用YJ49型高穩定度可調穩壓電源，可調電阻RP1、 可調電阻R P2、可調電阻RP3用于調節工作電流，可調電阻RP3全部調節范圍的電阻值大于可 調電阻R P2的一個步進值，可調電阻RP2全部調節范圍的電阻值大于可調電阻RP1的一個步進 值，只要把YJ49型高穩定度可調穩壓電源輸出電壓調節到11. 2?12V之間，就可以方便通 過調節可調電阻RP1、可調電阻RP2、可調電阻R P3把微小電壓測量裝置工作電流調節到標準 狀態。
【權利要求】
1. 一種有五個測量盤的微小電壓測量裝置，微小電壓測量裝置從調節范圍在11. 2? 12V之間的外接工作電源E正極端鈕經過由21只5 Ω電阻串聯構成的可調電阻RP1、由21 只0.25 Ω電阻串聯構成的可調電阻RP2、及調節范圍在0?0.27 Ω之間的可調電阻RP3、再 經過五個步進盤，到溫度補償盤WplOlSQ調定電阻馬、溫度補償盤w 2回到微小電壓測量 裝置調節范圍在11. 2?12V之間的外接工作電源E負極端鈕組成微小電壓測量裝置工作 回路；從外接飽和標準電池EN正極端鈕經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開 關K到到溫度補償盤 Wl、1018 Ω調定電阻RN、溫度補償盤w2到外接飽和標準電池EN負極端 鈕組成微小電壓測量裝置標準回路；用于連接被測量"U x"的兩個端鈕，正極端鈕經過五個 測量盤后，再經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K到負極端鈕組成微小 電壓測量裝置補償回路；其特征在于第一溫度補償盤A有0、1、2、……10共11個檔位，各 檔觸點間連接阻值是0. 1 Ω的電阻一只，第二溫度補償盤W2有0、1、2、……10共16個檔 位，各檔觸點間連接阻值是0. 01Ω的電阻一只，補償盤1的第" 10"觸點與100. 7972Ω電 阻R8的一端并聯節點D，補償盤W2的第" 16"觸點與100. 7972 Ω電阻R8的另一端并聯節點 E，補償盤A的第"0"觸點與補償盤W2的第"0"觸點通過1018 Ω調定電阻馬連接；第一步 進盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤I與有0、1、2、……10共11個檔位的代 換盤Γ組成，測量盤I與代換盤Γ各檔觸點間連接阻值是0.01 Ω的電阻一只，測量盤I 的第"0"觸點為電路節點A，代換盤Γ的第" 10"觸點為電路節點B，第二步進盤由有0、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， 第三步進盤由有〇、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，第四步進盤由有〇、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V'組成，第二步進盤中測量盤II 與代換盤ΙΓ上的各個觸點，第三步進盤中測量盤III與代換盤IIΓ上的各個觸點，第四 步進盤中測量盤IV與代換盤IV上的各個觸點,第五步進盤中測量盤V與代換盤V上的 各個觸點，與第一步進盤中測量盤I與代換盤Γ對應觸點連接，第一步進盤測量盤I的金 屬接觸環與代換盤Γ的金屬接觸環間用999.9 Ω的電阻Ri連接，第二步進盤測量盤II的 金屬接觸環與代換盤ΙΓ的金屬接觸環間用10ΚΩ的電阻R2連接，第三步進盤測量盤III 的金屬接觸環與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環間用100ΚΩ的電阻R 3連接，第四步進盤測量盤 IV的金屬接觸環與代換盤IV'的金屬接觸環間用1ΜΩ的電阻R4連接，第五步進盤測量盤 V的金屬接觸環與代換盤V'的金屬接觸環間用10ΜΩ的電阻R 5連接，每個步進盤測量盤 上的電刷與代換盤上的電刷轉動時同步，測量盤I的第"〇"觸點即節點A連接可調電阻R P3 的低電位端，代換盤Γ的第"10"觸點即節點B連接節點D，節點E連接外接工作電源E負 極端鈕；用于連接被測量"Ux"的兩個測量端鈕，正極端鈕與測量盤I的第"0"觸點連接，負 極端鈕經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K后與測量盤I的第" 10"觸 點連接。
【文檔編號】G01R17/20GK104122429SQ201410363588
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】袁樂香, 駱孝峰 申請人:富陽興遠儀器儀表經營部