專利名稱：一種高精度區(qū)間式電壓表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電量測量儀表，特別涉及采用區(qū)間式測量原理的一種高精度區(qū)間式電壓表。
背景技術(shù)：
目前常用的指針表頭的電壓表是一種全量程電壓表，其測量起始值都是從零伏開始，終止值是某一個整數(shù)，例如，0～5V，0～300V等。被測電壓在較大范圍內(nèi)變化、測量精度不高時(shí)這種表很適用。但是，有時(shí)被測電壓在一個較小范圍內(nèi)變化，只占表頭整個量程很小一部分，同時(shí)又要有較高的測量精度時(shí)，例如直流穩(wěn)壓電源，用普通的指針表頭很難反映出電壓的微小變化，因分辨率達(dá)不到要求，測量精度很低。另外，這種表的內(nèi)阻低，在測量高內(nèi)阻的信號源時(shí)會產(chǎn)生較大的誤差。區(qū)間式測量的方法應(yīng)用很廣，有別于常用的從零開始至某一個整數(shù)值結(jié)束的全程測量，區(qū)間式測量根據(jù)需要取一個區(qū)間，例如，溫度計(jì)可以是0～100℃從零起始的全程測量范圍，而用來測量體溫的溫度計(jì)是35～42℃的一個區(qū)間，分辨率達(dá)到0.1℃。很明顯，用這種測量方法可以(大大展寬刻度范圍，)有效地提高分辨率和精度。本實(shí)用新型基于上述區(qū)間式測量的基本原理，采用高精度、高穩(wěn)定性的元器件設(shè)計(jì)電子電路，成為一種高精度區(qū)間式電壓表，解決了全量程電壓表測量精度低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種分辨率高，精度高，成本低，使用方便的高精度區(qū)間式電壓表，可以廣泛使用在直流或交流電量的測量中。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括電源和標(biāo)有相應(yīng)區(qū)間刻度范圍的電壓表頭，其特點(diǎn)是，電源的正、負(fù)極分別與儀表放大器的電源輸入端P7、P4相聯(lián)接，儀表放大器的反向輸入端P2與相互串聯(lián)的限流電阻和電壓基準(zhǔn)源的基準(zhǔn)端相聯(lián)接，被測電壓Vin通過相互串聯(lián)的分壓電阻和調(diào)零電位器構(gòu)成的分壓器的分壓端與儀表放大器的正向輸入端P3相聯(lián)接，儀表放大器的增益調(diào)整端P1、P8之間聯(lián)接有增益調(diào)整電位器，儀表放大器的輸出端P6與電源的負(fù)極之間還連接有電壓表頭。
本實(shí)用新型的另一特點(diǎn)是電壓表頭標(biāo)有選定區(qū)間范圍的刻度。
本實(shí)用新型通過高輸入阻抗的儀表放大器對被測電壓發(fā)生變化的一個區(qū)間進(jìn)行高倍放大，展寬了刻度范圍，同時(shí)，采用儀表放大器提高了電壓表的輸入阻抗，達(dá)到數(shù)百KΩ以上，(也)減小了測量誤差，即提高了分辨率和測量精度，并大幅度提高了電壓表的內(nèi)阻，減小了讀數(shù)誤差和測量誤差。


附圖是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見附圖，本實(shí)用新型包括直流穩(wěn)壓電源1、儀表放大器6、電壓基準(zhǔn)源5、標(biāo)有選定區(qū)間范圍刻度的電壓表頭8、調(diào)零電位器3、分壓電阻2、增益調(diào)整電位器7、限流電阻4構(gòu)成。直流穩(wěn)壓電源1為電壓表的工作電源；電源1的正、負(fù)極分別與儀表放大器6的電源輸入端P7、P4相聯(lián)接，儀表放大器6的反向輸入端P2接電壓基準(zhǔn)源5，限流電阻4為其提供電源；儀表放大器6的正向輸入端P3接入由分壓電阻2、調(diào)零電位器3構(gòu)成的分壓器分壓被測信號，調(diào)零電位器3調(diào)整區(qū)間電壓表的起始值，也即電壓表頭8的零位；儀表放大器6的增益調(diào)整端這P1、P8之間接有增益調(diào)整電位器7，用來調(diào)整區(qū)間電壓表的終止值，也即電壓表頭8的滿刻度。這樣，選取被測電壓發(fā)生變化的一個區(qū)間，通過高輸入阻抗的儀表放大器的高倍放大，較小變化的被測電壓的變化就反映在標(biāo)有起始值和終止值的電壓表頭8的全量程上，展寬了刻度范圍，同時(shí)，大幅度提高了電壓表的輸入阻抗，達(dá)到數(shù)百KΩ以上，減小了因負(fù)載帶來的測量誤差，極大地提高了分辨率和精度，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。
本實(shí)用新型是采用了區(qū)間式測量方法設(shè)計(jì)的一種高精度區(qū)間式儀表，選取被測電壓發(fā)生變化的一個區(qū)間，通過相應(yīng)電路，展寬了刻度范圍，提高了分辨率和測量精度，并大幅度提高了電壓表的內(nèi)阻，減小了讀數(shù)誤差和測量誤差，具有分辨率高、精度高、成本低、制作容易、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用在電壓檢測、自動測量、自動控制等領(lǐng)域。
用本實(shí)用新型制作成5V±0.1V直流穩(wěn)壓電源的高精度電壓表，電壓表頭8的測量區(qū)間為4.8V～5.2V，全量程分為100小格，每小格分辨率為0.004V，原來0～10V范圍的電壓表分辨率為0.1V，提高了25倍，對于5V±0.1V的微小變化可以非常清楚的反映出來。
權(quán)利要求1.一種高精度區(qū)間式電壓表，包括電源[1]和標(biāo)有刻度的電壓表頭[8]，其特征在于電源[1]的正、負(fù)極分別與儀表放大器[6]的電源輸入端P7、P4相聯(lián)接，儀表放大器[6]的反向輸入端P2與相互串聯(lián)的限流電阻[4]和電壓基準(zhǔn)源[5]的基準(zhǔn)端相聯(lián)接，被測電壓Vin通過相互串聯(lián)的分壓電阻[2]和調(diào)零電位器[3]構(gòu)成的分壓器的分壓端與儀表放大器[6]的正向輸入端P3相聯(lián)接，儀表放大器[6]的增益調(diào)整端P1、P8之間聯(lián)接有增益調(diào)整電位器[7]，儀表放大器[6]的輸出端P6與電源[1]的負(fù)極之間還連接有電壓表頭[8]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度區(qū)間式電壓表，其特征在于所說的電壓表頭[8]標(biāo)有選定范圍的刻度。
專利摘要一種高精度區(qū)間式電壓表，包括電源和標(biāo)有刻度的電壓表頭，電源的正、負(fù)極分別與儀表放大器的電源輸入端P7、P4相聯(lián)接，儀表放大器的反向輸入端P2與相互串聯(lián)的限流電阻和電壓基準(zhǔn)源的基準(zhǔn)端相聯(lián)接，被測電壓Vin通過相互串聯(lián)的分壓電阻和調(diào)零電位器構(gòu)成的分壓器的分壓端與儀表放大器的正向輸入端P3相聯(lián)接，儀表放大器的增益調(diào)整端P1、P8之間聯(lián)接有增益調(diào)整電位器，儀表放大器的輸出端P6與電源的負(fù)極之間還連接有電壓表頭。本實(shí)用新型通過高輸入阻抗的儀表放大器對被測電壓發(fā)生變化的一個區(qū)間進(jìn)行放大，同時(shí)，采用儀表放大器提高了電壓表的輸入阻抗，減小了測量誤差，提高了分辨率和測量精度，并大幅度提高了電壓表的內(nèi)阻，減小了讀數(shù)誤差。
文檔編號G01R19/00GK2697658SQ20042004181
公開日2005年5月4日 申請日期2004年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月22日
發(fā)明者周明貴, 劉安軍, 王靚 申請人:陜西科技大學(xué)