專利名稱:有四個測量盤的便攜式電位差計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量直流電壓的儀器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前生產(chǎn)的電位差計，當(dāng)測量盤有三個以上時，兩個測量端鈕間存在開關(guān)接觸電阻及變差，因此，即使工作電流小到0.1mA，開關(guān)的電刷及觸點不僅采用銀銅復(fù)合材料，接觸面積也做得挺大，來減小測量開關(guān)步進切換時變差帶來影響，這就使儀器體積變大，另外還存在開關(guān)的熱電勢與接觸可變熱電勢影響。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題是，當(dāng)電位差計內(nèi)用于測量部分有四個步進盤時，測量開關(guān)步進切換的接觸電阻及變差，開關(guān)熱電勢不影響測量結(jié)果。
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，對標準時取樣用調(diào)定電阻RN及測量步進開關(guān)上的電阻串聯(lián)在電位差計工作回路中，調(diào)定電阻上的電壓降與電位差計內(nèi)附標準相等時，其工作電流等于0.2mA；其待征在于第一步進盤由各有20×5Ω的第I測量盤與第I′代換盤組成，第二步進盤由各有10×0.55Ω的第II測量盤與第II′代換盤組成，第三步進盤由9點與10點之間無電阻，這二個觸點斷開，其余觸點由電阻連接的9×1.1Ω的第III測量盤，有10×1.1Ω的第III′代換盤及不焊有電阻、10點獨立、其余觸點連接的第III″輔助盤組成，第四步進盤由同為10×0.11Ω電阻組成的第IV測量盤和第IV′代換盤及有10×0.055Ω電阻的第IV″輔助盤組成，除第一步進盤外，其余各盤測量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點通過連接第II′代換盤第10點，第II測量盤O點連接一只10.605電阻R1后與第I測量盤O點連接；第I′代換盤O點連接一只1055Ω電阻R2后連接第IV″輔助盤O點，第IV″輔助盤第10點與第III″輔助盤第10觸點連接，第IV″輔助盤電刷連接第III″輔助盤除第10觸點以外所有觸點，第III′輔助盤電刷一路連接第III′代換盤O點，另一路連接9.9Ω電阻R3后與第IV′代換盤O點連接，第III測量盤第10點直接與第I測量盤第20點連接；第III測量盤第9點連接第IV測量盤O點，第IV測量盤第10點與第I測量盤第20點連接；第I′代換盤電刷連接電位差計測量部份正極，第I測量盤電刷連接在電位差計測量部份負極，測量盤兩個端鈕正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計切換開關(guān)K與第III測量盤O點連接。
通過以上技術(shù)方案，四個步進盤用于測量部分的測量盤是用導(dǎo)線連接的，接觸電阻及變差，不在測量回路內(nèi)，影響的只是電位差計工作回路總阻，由于總阻阻值很大，所以變差可以忽略，幾個μV的熱電勢影響的是電源電壓，電源電壓是伏，熱電勢是多少μV，兩者相差10的6次方數(shù)量級，因此影響可以忽略，退一步講，即使接觸電阻變差及熱電勢大到不可忽略程度，可通過對標準來調(diào)整RP2的阻值得到修正，零電勢可以通過增大第IV測量盤與第I測量盤之間引線電阻來修正，排除了干擾因素使儀器測量數(shù)據(jù)得到很好的重復(fù)性。
附圖是本發(fā)明原理電路。
具體實施方式由“Ux”正極經(jīng)過各個測量盤，再經(jīng)過切換開關(guān)K到“Ux”負極是測量回路，由電源正極經(jīng)過測量步進開關(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，回到電源負極是工作回路，從標準電池EN正極經(jīng)過切換開關(guān)K，到調(diào)定電阻RN及RP3，再到標準電池負極是標準回路。當(dāng)四只盤都擲“0”時，第一步進盤兩把電刷間左邊電阻是116.105Ω，右邊電阻等于1161.05Ω，因此第一盤兩把電刷間總電流的10/11在左邊流動，1/11在右邊流動。當(dāng)?shù)谌P擲第10點時，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，電路阻值不變。當(dāng)?shù)谌P不擲在第10點時，第四盤擲不同示值，電路阻值在沒有第IV″輔助盤時阻值是變化的，第四盤每增加一個步進，電路阻值會減少每個步進電阻一半的阻值，為了保持電路總阻不變，在第IV″輔助盤中每個步進增加同樣阻值，當(dāng)?shù)谌竭M盤擲第10點時阻值最小，這時讓第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量盤及代換盤組成，所以四個盤無論擲何示值，電路總阻不變。
基本量程電位差計標準工作電流為0.2mA，第一步進盤兩把電刷間左邊電流2/11mA，右邊電流為2/110mA，右邊電流流過第III″輔助盤電刷后分成相等的兩個支路，當(dāng)?shù)谌P擲第10點時，流過第III測量盤及第IV測量盤的兩個支路是分開的，當(dāng)?shù)贗II測量盤不擲第10點時，流過第III測量盤支路電流全部流過第IV測量盤電阻，第IV測量盤10只電阻起到第III測量盤第10只電阻的作用，當(dāng)?shù)贗V測量盤擲n4時，n4～10電阻上的電流雖然就是右邊電流，但可以看成是兩個支路電流疊加而成，因此計算時可以以分開計算；標準工作電流是這樣確定的，在“Ux”兩端的兩個測量端鈕按極性接上接近滿量程的標準電壓，開關(guān)K擲向左邊，測量盤示值與標準電壓值相同，通過調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2，使檢流計指零，再將開關(guān)K擲向右邊，取樣用調(diào)定電阻RN的阻值是5094Ω，串聯(lián)了0～6Ω可調(diào)電阻RP3，調(diào)節(jié)RP3，使檢流計再次指零，再將開關(guān)K擲向左邊，調(diào)節(jié)RP2使檢流計指零，又將開關(guān)K擲向右邊調(diào)節(jié)RP3使檢流計指零，當(dāng)開關(guān)指向左邊及右邊不作調(diào)節(jié)檢流計均指零時，說明電位差計工作電流已標準化，即調(diào)定電阻上的壓降與不飽和標準電池EN的電動勢已經(jīng)相等，這時將RP3鎖定，該電位差計今后就以此為標準。當(dāng)工作電流標準化后，第I測量盤擲n1，第II測量盤擲n2，第III測量盤擲n3，第IV測量盤擲n4，開關(guān)K擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為Ux＝2/11×0.22n2+2/11(4+0.22+0.022)+2/11×2n1-0.2/11×(20-n1)×2-0.2/22×(10-n4)×0.044-0.2/22×(10-n3)×0.44(mv)＝0.1n2+20/11+0.1+0.01+10n1/11-20/11+1n1/11-0.01+0.001n4-1+0.01n3(mv)
＝1n1+0.1n2+0.01n3+0.001n4(mv)電位差計工作電壓為1.5V，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1.4V～1.65V均能把電位差計工作電流調(diào)整到標準狀態(tài)，取固定電阻R0＝1795Ω，可調(diào)電阻RP1＝20×62Ω，RP2為0～68Ω。
權(quán)利要求
一種有四個測量盤的便攜式電位差計，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，對標準時取樣用調(diào)定電阻RN及測量步進開關(guān)上的電阻串聯(lián)在電位差計工作回路中，調(diào)定電阻上的電壓降與電位差計內(nèi)附標準相等時，其工作電流等于0.2mA；其待征在于第一步進盤由各有20×5Ω的第I測量盤與第I′代換盤組成，第二步進盤由各有10×0.55Ω的第II測量盤與第II′代換盤組成，第三步進盤由9點與10點之間無電阻，這二個觸點斷開，其余觸點由電阻連接的9×1.1Ω的第III測量盤，有10×1.1Ω的第III′代換盤及不焊有電阻、10點獨立、其余觸點連接的第III″輔助盤組成，第四步進盤由同為10×0.11Ω電阻組成的第IV測量盤和第IV′代換盤及有10×0.055Ω電阻的第IV″輔助盤組成，除第一步進盤外，其余各盤測量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點通過連接第II′代換盤第10點，第II測量盤0點連接一只10.605電阻R1后與第I測量盤0點連接；第I′代換盤0點連接一只1055Ω電阻R2后連接第IV″輔助盤0點，第IV″輔助盤第10點與第III″輔助盤第10觸點連接，第IV″輔助盤電刷連接第III″輔助盤除第10觸點以外所有觸點，第III′輔助盤電刷一路連接第III′代換盤0點，另一路連接9.9Ω電阻R3后與第IV′代換盤0點連接，第III測量盤第10點直接與第I測量盤第20點連接；第III測量盤第9點連接第IV測量盤0點，第IV測量盤第10點與第I測量盤第20點連接；第I′代換盤電刷連接電位差計測量部份正極，第I測量盤電刷連接在電位差計測量部份負極，測量盤兩個端鈕正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計切換開關(guān)K與第III測量盤0點連接；測量端兩個端鈕正極與第II測量盤第10點連接。
專利摘要
一種用于直流電壓測量的有四個測量盤的直流電位差計，它有20×5Ω、10×0.55Ω、9×1.1Ω、10×0.11Ω四個測量盤組成，所有測量用電阻直接用導(dǎo)線連接，將測量步進開關(guān)的接觸電阻及變差排除在測量結(jié)果之外，最小分辨率為1μV。
文檔編號G01R17/00GK1991394SQ200510062366
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日
發(fā)明者駱乃光 申請人:駱乃光導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan