專利名稱：有四個(gè)測(cè)量盤采用換位支路的二量程直流電位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量直流電壓的儀器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前生產(chǎn)的電位差計(jì)，當(dāng)測(cè)量盤有三個(gè)以上時(shí)，兩個(gè)測(cè)量端鈕間存在開(kāi)關(guān)接觸電阻及變差，因此，即使工作電流小到0.1mA，開(kāi)關(guān)的電刷及觸點(diǎn)不僅采用銀銅復(fù)合材料，接觸面積也做得挺大，來(lái)減小測(cè)量開(kāi)關(guān)步進(jìn)切換時(shí)變差帶來(lái)影響，這就使儀器體積變大，另外還存在開(kāi)關(guān)的熱電勢(shì)與接觸可變熱電勢(shì)影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，當(dāng)電位差計(jì)內(nèi)用于測(cè)量部分有四個(gè)步進(jìn)盤時(shí)，測(cè)量開(kāi)關(guān)步進(jìn)切換的接觸電阻及變差，開(kāi)關(guān)熱電勢(shì)不影響測(cè)量結(jié)果，在量程轉(zhuǎn)換時(shí)，量程轉(zhuǎn)換用電阻是一位數(shù)或二位數(shù)乘10的整數(shù)次冪的阻值。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2，用于降低電源電壓的固定電阻R0，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)取樣用調(diào)定電阻RN及測(cè)量步進(jìn)開(kāi)關(guān)上的電阻串聯(lián)在電位差計(jì)工作回路中，調(diào)定電阻上的電壓降與電位差計(jì)內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)相等時(shí)，其工作電流等于5.5mA；其待征在于第一步進(jìn)盤由各有20×2Ω的第I測(cè)量盤與第I′代換盤組成，第二步進(jìn)盤由各有10×0.22Ω的第II測(cè)量盤與第II′代換盤組成，第三步進(jìn)盤由9點(diǎn)與10點(diǎn)之間無(wú)電阻，這二個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)，其余觸點(diǎn)由電阻連接的9×0.44Ω的第III測(cè)量盤，有10×0.44Ω的第III′代換盤及不焊有電阻、10點(diǎn)獨(dú)立、其余觸點(diǎn)連接的第III″輔助盤組成，第四步進(jìn)盤由同為10×0.044Ω電阻組成的第IV測(cè)量盤和第IV′代換盤及有10×0.022Ω電阻的第IV″輔助盤組成，除第一步進(jìn)盤外，其余各盤測(cè)量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點(diǎn)通過(guò)8.558Ω電阻R1連接第II′代換盤第10點(diǎn)，第II測(cè)量盤0點(diǎn)連接一只4.242Ω電阻R2后與第I測(cè)量盤0點(diǎn)連接；第I′代換盤0點(diǎn)連接一只507.58Ω電阻R3后連接第IV″輔助盤0點(diǎn)，第IV″輔助盤第10點(diǎn)與第III″輔助盤第10觸點(diǎn)連接，第IV″輔助盤電刷連接第III″輔助盤除第10觸點(diǎn)以外所有觸點(diǎn)，第III′輔助盤電刷一路連接第III′代換盤0點(diǎn)，另一路連接3.96Ω電阻R4后與第IV′代換盤0點(diǎn)連接，第III測(cè)量盤第10點(diǎn)直接與第I測(cè)量盤第20點(diǎn)連接；第III測(cè)量盤第9點(diǎn)連接第IV測(cè)量盤0點(diǎn)，第IV測(cè)量盤第10點(diǎn)與第I測(cè)量盤第20點(diǎn)連接；50Ω電阻r1與第I′代換盤電刷并聯(lián)在測(cè)量電路正極，450Ω電阻r2與電阻r1連接處與量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1的×0.1量程觸點(diǎn)連接，電阻r2的另一端與第I測(cè)量盤電刷連接在點(diǎn)與×1的量程觸點(diǎn)上；兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極連接第II測(cè)量盤第10點(diǎn)，負(fù)極通過(guò)檢流計(jì)切換開(kāi)關(guān)與第III測(cè)量盤0點(diǎn)連接。
通過(guò)以上技術(shù)方案，四個(gè)步進(jìn)盤用于測(cè)量部分的測(cè)量盤是用導(dǎo)線連接的，接觸電阻及變差，不在測(cè)量回路內(nèi)，影響的只是電位差計(jì)工作回路總阻，由于總阻阻值很大，所以變差可以忽略，幾個(gè)μV的熱電勢(shì)影響的是電源電壓，電源電壓是伏，熱電勢(shì)是多少μV，兩者相差10的6次方數(shù)量級(jí)，因此影響可以忽略，退一步講，即使接觸電阻變差及熱電勢(shì)大到不可忽略程度，可通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)調(diào)整RP2的阻值得到修正，零電勢(shì)可以通過(guò)增大第IV測(cè)量盤與第I測(cè)量盤之間引線電阻來(lái)修正，排除了干擾因素，使儀器的測(cè)量數(shù)據(jù)得到很好的重復(fù)性。由于量程轉(zhuǎn)換用電阻是一位數(shù)或兩位數(shù)乘10的整數(shù)次冪，可用過(guò)渡標(biāo)準(zhǔn)電阻對(duì)量程轉(zhuǎn)換用電阻阻值進(jìn)行修正，提高了電位差計(jì)量程比的準(zhǔn)確度。


附圖是本發(fā)明原理電路。
具體實(shí)施例方式
由“Ux”正極經(jīng)過(guò)各個(gè)測(cè)量盤，再經(jīng)過(guò)切換開(kāi)關(guān)K2到“Ux”負(fù)極是測(cè)量回路，由電源正極經(jīng)過(guò)測(cè)量步進(jìn)開(kāi)關(guān)到調(diào)定電阻RN及RP3，然后到電阻R0，可調(diào)電阻RP2及RP1后，回到電源負(fù)極是工作回路，從標(biāo)準(zhǔn)電池EN正極經(jīng)過(guò)切換開(kāi)關(guān)K2，到調(diào)定電阻RN及RP3，再到標(biāo)準(zhǔn)電池負(fù)極是標(biāo)準(zhǔn)回路。當(dāng)四只盤都擲“0”時(shí)，第一步進(jìn)盤兩把電刷間左邊電阻是49.5Ω，右邊電阻等于495Ω，第一步進(jìn)盤兩把電刷間總阻為45Ω，因此第一盤兩把電刷間總電流的10/11在左邊流動(dòng)，1/11在右邊流動(dòng)。當(dāng)?shù)谌P擲第10點(diǎn)時(shí)，第四盤與第三盤并聯(lián)部份電阻相等，當(dāng)?shù)谒谋P擲不同示值時(shí)，電路阻值不變。當(dāng)?shù)谌P不擲在第10點(diǎn)時(shí)，第四盤擲不同示值，電路阻值在沒(méi)有第IV″輔助盤時(shí)阻值是變化的，第四盤每增加一個(gè)步進(jìn)，電路阻值會(huì)減少每個(gè)步進(jìn)電阻一半的阻值，為了保持電路總阻不變，在第IV″輔助盤中每個(gè)步進(jìn)增加同樣阻值，當(dāng)?shù)谌竭M(jìn)盤擲第10點(diǎn)時(shí)阻值最小，這時(shí)讓第IV″輔助盤電阻全部串入電路，使電路阻值不變。由于第二盤及第一盤均由阻值相同的測(cè)量盤及代換盤組成，所以四個(gè)盤無(wú)論擲何示值，電路總阻不變。
在×1量程時(shí)，第一步進(jìn)盤兩把電刷間總電阻被10倍于自身阻值電阻r1和電阻r2并聯(lián)，因此流過(guò)第一步進(jìn)盤兩把電刷間總電流為電位差計(jì)工作電流的10/11，流過(guò)電阻r1和電阻r2的電流為電位差計(jì)工作電流的1/11；在×0.1量程時(shí)，第一步進(jìn)盤兩把電刷間電阻串聯(lián)電阻r2后，以10倍于電阻r1的阻值與電阻r1并聯(lián)，使電阻r1上的電流為電位差計(jì)工作電流的10/11，第一步進(jìn)盤兩把電刷間的電流為電位差計(jì)工作電流的1/11，因此測(cè)量盤上電流減小到1/10，使量限降低到1/10。
基本量程電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工作電流為5.5mA，第一步進(jìn)盤兩把電刷間左邊電流50/11mA，右邊電流為5/11mA，右邊電流流過(guò)第III″輔助盤電刷后分成相等的兩個(gè)支路，當(dāng)?shù)谌P擲第10點(diǎn)時(shí)，流過(guò)第III測(cè)量盤及第IV測(cè)量盤的兩個(gè)支路是分開(kāi)的，當(dāng)?shù)贗II測(cè)量盤不擲第10點(diǎn)時(shí)，流過(guò)第III測(cè)量盤支路電流全部流過(guò)第IV測(cè)量盤電阻，第IV測(cè)量盤10只電阻起到第III測(cè)量盤第10只電阻的作用，當(dāng)?shù)贗V測(cè)量盤擲n4時(shí)，n4～10電阻上的電流雖然就是右邊電流，但可以看成是兩個(gè)支路電流疊加而成，因此計(jì)算時(shí)可以以分開(kāi)計(jì)算；標(biāo)準(zhǔn)工作電流是這樣確定的，在“Ux”兩端的兩個(gè)測(cè)量端鈕按極性接上接近滿量程的標(biāo)準(zhǔn)電壓，開(kāi)關(guān)K2擲向左邊，測(cè)量盤示值與標(biāo)準(zhǔn)電壓值相同，通過(guò)調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2，使檢流計(jì)指零，再將開(kāi)關(guān)K2擲向右邊，取樣用調(diào)定電阻RN的阻值是185Ω，串聯(lián)了0～1Ω可調(diào)電阻RP3，調(diào)節(jié)RP3，使檢流計(jì)再次指零，再將開(kāi)關(guān)K2擲向左邊，調(diào)節(jié)RP2使檢流計(jì)指零，又將開(kāi)關(guān)K2擲向右邊調(diào)節(jié)RP3使檢流計(jì)指零，當(dāng)開(kāi)關(guān)指向左邊及右邊不作調(diào)節(jié)檢流計(jì)均指零時(shí)，說(shuō)明電位差計(jì)工作電流已標(biāo)準(zhǔn)化，即調(diào)定電阻上的壓降與不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN的電動(dòng)勢(shì)已經(jīng)相等，這時(shí)將RP3鎖定，該電位差計(jì)今后就以此為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后，第I測(cè)量盤擲n1，第II測(cè)量盤擲n2，第III測(cè)量盤擲n3.第IV測(cè)量盤擲n4，開(kāi)關(guān)K2擲向左邊，這時(shí)位于測(cè)量的兩個(gè)端鈕間電壓為Ux＝50/11×0.22n2+0.5/11(4+0.22+0.022)+50/11×2n1-5/11×(20-n1)×2-5/22×(10-n4)×0.044-5/22×(10-n3)×0.44(mv)＝n2+200/11+1+0.1+100n1/11-200/11+10n1/11-0.1+0.01n4-1+0.1n3(mv)＝10n1+n2+0.1n3+0.01n4(mv)以上是×1量程時(shí)，四個(gè)測(cè)量盤示值，在×0.1量程時(shí)，四個(gè)測(cè)量盤示值表達(dá)為n1++0.1n2+0.01n3+0.001n4(mv).
電位差計(jì)工作電壓為1.5V，由于干電池每節(jié)穩(wěn)定電動(dòng)勢(shì)在1.4V～1.65V之間，為實(shí)現(xiàn)電源電壓在1.4V～1.65V均能把電位差計(jì)工作電流調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，取固定電阻R0＝23Ω，可調(diào)電阻RP1＝20×2.2Ω，RP2為0～2.4Ω。
權(quán)利要求
一種有四個(gè)測(cè)量盤采用換位支路的二量程直流電位差計(jì)，它有工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2，用于降低電源電壓的固定電阻R0，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)取樣用調(diào)定電阻RN及測(cè)量步進(jìn)開(kāi)關(guān)上的電阻串聯(lián)在電位差計(jì)工作回路中，調(diào)定電阻上的電壓降與電位差計(jì)內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)相等時(shí)，其工作電流等于5.5mA；其待征在于第一步進(jìn)盤由各有20×2Ω的第I測(cè)量盤與第I′代換盤組成，第二步進(jìn)盤由各有10×0.22Ω的第II測(cè)量盤與第II′代換盤組成，第三步進(jìn)盤由9點(diǎn)與10點(diǎn)之間無(wú)電阻，這二個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)，其余觸點(diǎn)由電阻連接的9×0.44Ω的第III測(cè)量盤，有10×0.44Ω的第III′代換盤及不焊有電阻、10點(diǎn)獨(dú)立、其余觸點(diǎn)連接的第III″輔助盤組成，第四步進(jìn)盤由同為10×0.044Ω電阻組成的第IV測(cè)量盤和第IV′代換盤及有10×0.022Ω電阻的第IV″輔助盤組成，除第一步進(jìn)盤外，其余各盤測(cè)量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點(diǎn)通過(guò)8.558Ω電阻R1連接第II′代換盤第10點(diǎn)，第II測(cè)量盤0點(diǎn)連接一只4.242Ω電阻R2后與第I測(cè)量盤0點(diǎn)連接；第I′代換盤0點(diǎn)連接一只507.58Ω電阻R3后連接第IV″輔助盤0點(diǎn)，第IV″輔助盤第10點(diǎn)與第III″輔助盤第10觸點(diǎn)連接，第IV″輔助盤電刷連接第III″輔助盤除第10觸點(diǎn)以外所有觸點(diǎn)，第III′輔助盤電刷一路連接第III′代換盤0點(diǎn)，另一路連接3.96Ω電阻R4后與第IV′代換盤0點(diǎn)連接，第III測(cè)量盤第10點(diǎn)直接與第I測(cè)量盤第20點(diǎn)連接；第III測(cè)量盤第9點(diǎn)連接第IV測(cè)量盤0點(diǎn)，第IV測(cè)量盤第10點(diǎn)與第I測(cè)量盤第20點(diǎn)連接；50Ω電阻r1與第I′代換盤電刷并聯(lián)在測(cè)量電路正極，450Ω電阻r2與電阻r1連接處與量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1的×0.1量程觸點(diǎn)連接，電阻r2的另一端與第I測(cè)量盤電刷連接在點(diǎn)與×1的量程觸點(diǎn)上；兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極連接第II測(cè)量盤第10點(diǎn)，負(fù)極通過(guò)檢流計(jì)切換開(kāi)關(guān)與第III測(cè)量盤0點(diǎn)連接。
全文摘要
一種用于直流電壓測(cè)量的有四個(gè)測(cè)量盤采用換位支路的二量程直流電位差計(jì)，有2個(gè)量程，它有20×2Ω、10×0.22Ω、9×0.44Ω、10×0.044Ω，四個(gè)測(cè)量盤組成，所有測(cè)量用電阻直接用導(dǎo)線連接，將測(cè)量步進(jìn)開(kāi)關(guān)的接觸電阻及變差排除在測(cè)量結(jié)果之外，最小分辨率為1μV時(shí)也有很好的重復(fù)性，量程轉(zhuǎn)換用電阻是一位數(shù)或二位數(shù)乘10的整數(shù)次冪。
文檔編號(hào)G01R17/20GK1793957SQ20051006226
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者駱乃光 申請(qǐng)人:駱乃光