二量程電位差計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)直流電壓進(jìn)行測(cè)量的儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前對(duì)于有三個(gè)測(cè)量盤的電位差計(jì)，在三個(gè)測(cè)量盤之間的連接上，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，一般采用大電剛以增大接觸面積，并采用銀一銅復(fù)合材料；專利號(hào)ZL200520101772.0公布了有三個(gè)測(cè)量盤的電位差計(jì)解決開關(guān)接觸電阻的變差新方法，它的第一、第二步進(jìn)盤各有測(cè)量盤、代換盤與輔助盤組成，測(cè)量盤與代換盤上的電阻阻值相同，測(cè)量盤每增加一個(gè)電阻，代換盤就減小相同電阻，由于第一步進(jìn)盤不置在O時(shí)，第二步進(jìn)盤置不同示值時(shí)電路總阻是變化的，第一步進(jìn)盤置在O時(shí)，第二步進(jìn)盤置不同示值時(shí)電路總阻不變，為此第一步進(jìn)盤除有測(cè)量盤、代換盤外，增加了輔助盤來區(qū)別步進(jìn)盤置O及不置O兩種情況的電路連接，第二步進(jìn)盤也增加了輔助盤，上面有10只電阻來分別接入或切出若干個(gè)電阻使電路總阻不變。兩個(gè)測(cè)量盤連接后與滑線盤連接在兩個(gè)測(cè)量端鈕間，使步進(jìn)盤開關(guān)上的電刷排除在測(cè)量回路之夕卜，三個(gè)測(cè)量盤上的電阻之間不存在開關(guān)切換，也就不產(chǎn)生變差；由于第一、第二步進(jìn)盤都有代換盤，增加了第一、第二步進(jìn)盤開關(guān)焊有電阻的層數(shù)，從而增大了儀器的體積，也使開關(guān)及儀器結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種有三個(gè)測(cè)量盤的二量程電位差計(jì)，在三個(gè)測(cè)量盤的連接上中間盤不通過開關(guān)切換，第一、第二步進(jìn)盤取消代換盤，且有兩個(gè)量程變換。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案這樣采取:電流從電位差計(jì)1.5V工作電源的正極經(jīng)過兩個(gè)步進(jìn)盤及一個(gè)雙滑線盤上的電阻測(cè)量網(wǎng)絡(luò)到463 Ω的調(diào)定電阻&及0?0.7Ω可鎖定的可調(diào)電阻Rp2,再到70Ω電阻Rci，經(jīng)過O?120Ω可調(diào)電阻Rpi回到工作電源的負(fù)極組成電位差計(jì)工作回路；標(biāo)準(zhǔn)電池En正極經(jīng)過兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K2到調(diào)定電阻Rn及可鎖定的可調(diào)電阻Rp2，再經(jīng)過100ΚΩ限流電阻R到標(biāo)準(zhǔn)電池En負(fù)極組成電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)回路；用于連接被測(cè)量的“Ux”兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過兩個(gè)測(cè)量盤及一個(gè)雙滑線盤的電阻網(wǎng)絡(luò)后，再經(jīng)過兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K2到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)測(cè)量回路；第一步進(jìn)盤有測(cè)量盤I，它有0、1、2……22共23個(gè)檔位，除O、I觸點(diǎn)間直接連接外，其余各檔觸點(diǎn)間連接10Ω電阻一只，另有輔助盤I’及輔助盤I”，輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷用導(dǎo)線連接，輔助盤I’及輔助盤I”的O觸點(diǎn)孤立，其余所有觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接；第三盤為雙滑線盤，兩根滑線粗細(xì)材質(zhì)相同，阻值都是0.5 Ω，其中一根為測(cè)量滑線III，另一根為輔助滑線III,，雙滑線盤的刻度盤分10大格，每大格對(duì)應(yīng)的阻值為0.05 Ω，每大格分10小格，兩根滑線電阻上的電刷是同一片金屬刷片；第二步進(jìn)盤由測(cè)量盤II與輔助盤ΙΓ組成，測(cè)量盤II有0、1、2、……10共11個(gè)檔位，上面有11個(gè)
11Ω的電阻，第I個(gè)電阻R1 —端焊接第2個(gè)電阻R2 —端，電阻R2另一端焊接第3個(gè)電阻R3 一端……依次焊接，第10個(gè)電阻Rltl另一端與第11個(gè)電阻R11的一端連接的為電路節(jié)點(diǎn)A，第11個(gè)電阻R11另一端與第I個(gè)電阻R1的另一端連接于測(cè)量滑線III的O點(diǎn)，測(cè)量滑線III的O點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，電阻R1與電阻R2的連接點(diǎn)經(jīng)過20 Ω電阻與第I觸點(diǎn)連接，電阻R2與電阻R3的連接點(diǎn)經(jīng)過12 Ω電阻與第2觸點(diǎn)連接，電阻R3與電阻R4的連接點(diǎn)經(jīng)過6 Ω電阻與第3觸點(diǎn)連接，電阻R4與電阻R6的連接點(diǎn)經(jīng)過2 Ω電阻與第4觸點(diǎn)連接，電阻R5與電阻R6的連接點(diǎn)與第5觸點(diǎn)連接，電阻R6與電阻R7的連接點(diǎn)與第6觸點(diǎn)連接，電阻R7與電阻R8的連接點(diǎn)經(jīng)過2 Ω電阻與第7觸點(diǎn)連接，電阻R8與電阻R9的連接點(diǎn)經(jīng)過6 Ω電阻與第8觸點(diǎn)連接，電阻R9與電阻Rltl的連接點(diǎn)經(jīng)過12 Ω電阻與第9觸點(diǎn)連接，電阻Rltl與電阻R11的連接點(diǎn)經(jīng)過20 Ω電阻與第10觸點(diǎn)連接，電阻R1與電阻R11連接的節(jié)點(diǎn)B點(diǎn)經(jīng)過30 Ω電阻與O觸點(diǎn)連接，第二步進(jìn)盤的輔助盤ΙΓ上是10Χ0.5Ω的電阻；輔助盤ΙΓ第10觸點(diǎn)與115.5Ω量程轉(zhuǎn)換電阻R13的一端并聯(lián)連接于電位差計(jì)工作電源的正極，輔助盤ΙΓ的O觸點(diǎn)連接輔助盤I”的O觸點(diǎn)，輔助盤ΙΓ的電刷連接輔助盤I”除O觸點(diǎn)外的其它觸點(diǎn)，測(cè)量盤II的電刷經(jīng)過190Ω電阻后連接輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷連接的連接點(diǎn)，輔助盤I’除O觸點(diǎn)外的其他觸點(diǎn)連接測(cè)量盤I第22觸點(diǎn)，測(cè)量盤I第O、I觸點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)A連接，輔助盤I’的O觸點(diǎn)經(jīng)過220 Ω電阻后與節(jié)點(diǎn)B連接，測(cè)量滑線III第10點(diǎn)與1039.5 Ω量程轉(zhuǎn)換電阻R14的一端連接在量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的X I量程觸點(diǎn)，量程轉(zhuǎn)換電阻R14的另一端與量程轉(zhuǎn)換電阻R13的另一端連接量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的X0.1量程觸點(diǎn)，量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的常閉觸點(diǎn)連接調(diào)定電阻Rn高電位一端；用于連接被測(cè)量的“U/，兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極與測(cè)量盤I電刷連接，負(fù)極經(jīng)過雙刀雙擲開關(guān)K2后與輔助滑線ΙΙΓ連接。
[0005]通過以上技術(shù)方案，第一步進(jìn)盤不用代換盤，兩層輔助盤上都沒有電阻，可以裝在開關(guān)里層，測(cè)量盤I裝在開關(guān)外層；第二步進(jìn)盤不用代換盤，開關(guān)每個(gè)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)15°角，第二步進(jìn)盤的輔助盤ΙΓ及測(cè)量盤II各11個(gè)觸點(diǎn)分布在開關(guān)的同一層，電阻裝在開關(guān)外層，電阻超差時(shí)卸下裝上容易，這給調(diào)試與維修帶來方便；這樣使電位差計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積縮小，也降低了生產(chǎn)成本；在電位差計(jì)內(nèi)部測(cè)量回路與工作回路共有部份的線路上沒有開關(guān)，所以不存在變差影響，當(dāng)電位差計(jì)三個(gè)測(cè)量盤置“O”時(shí)，電位差計(jì)工作電流在B點(diǎn)匯合，零電勢(shì)測(cè)量的是B點(diǎn)電位，在測(cè)量回路中，不存在工作電流流過引線電阻，所以本電位差計(jì)零電勢(shì)很??；兩根滑線電阻粗細(xì)材質(zhì)相同，產(chǎn)生的熱電勢(shì)大小相等、方向相反，所以本電位差計(jì)熱電勢(shì)也很小，因此，在X0.1量程本電位差計(jì)測(cè)量時(shí)也能得到很好的重復(fù)性。
【附圖說明】
[0006]附圖是本發(fā)明原理電路。
【具體實(shí)施方式】
[0007]圖中，測(cè)量盤II在節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間是十一只11Ω首尾相連的電阻環(huán)，當(dāng)測(cè)量盤II置“5”或置“6”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B之間是5只11 Ω電阻與6只11 Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值最大為30 Ω，測(cè)量盤II的其它觸點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)B之間的電阻值都連接到30 Ω為準(zhǔn)，5、6觸點(diǎn)與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)直接連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“4”或置“7”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B之間是4只11Ω電阻與7只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為28 Ω，所以4、7觸點(diǎn)經(jīng)過2Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“3”或置“8”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B之間是3只11Ω電阻與8只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為24 Ω，所以3、8觸點(diǎn)經(jīng)過6Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“2”或置“9”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B之間是2只11Ω電阻與9只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為18 Ω，所以2、9觸點(diǎn)經(jīng)過12Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“I”或置“10”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B之間是I只11Ω電阻與10只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為10Ω，所以1、10觸點(diǎn)經(jīng)過20Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“0”，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B之間是30Ω電阻連接。
[0008]第一步進(jìn)盤置“O”、第二步進(jìn)盤置“η”(n=0，l，2，3……10)時(shí)，輔助盤Γ的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間的電阻值是兩個(gè)同是220 Ω的電阻并聯(lián)，因此是110 Ω。
[0009]第一步進(jìn)盤置“η”(n=0，l，2，3……22)、第二步進(jìn)盤置“O”時(shí)，輔助盤Γ的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間的電阻值是兩個(gè)同是220 Ω的電阻并聯(lián)，因此是110 Ω。
[0010]當(dāng)?shù)谝弧⒌诙竭M(jìn)盤都不置“O”時(shí)，除第二步進(jìn)盤置“10””外，輔助盤Γ的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間的電阻值的計(jì)算需要進(jìn)行三角形-星形變換。
[0011]第二步進(jìn)盤置“I”時(shí)，輔助盤Γ的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值的計(jì)算:設(shè)電阻(R2+R3+-+R9+R10)與電阻R11兩邊阻值等效于電阻r1;電阻R11與電阻R1兩邊阻值等效于電阻r/電阻(R2+R3+?"+R9+R1Q)與電阻R1兩邊阻值等效于電阻r/’，等效于電阻Γι、Γι’、Γι ”交點(diǎn)為Q1:
[0012]則6=(?+?+…+R9+R1(l) XR11 / (R1+R2+- +R10+Rn) =9X11X11 / 11 X 11 Ω =9 Ω
[0013]r/ =R1XR11 / (?+?+-+R10+Rn)=llXll / 11Χ11Ω=1Ω
[0014]ri” = (R2+R3+…+R9+R1(l) XR1 / (?+?+...+R1(l+Rn) =9 X 11 X 11 / 11 X 11 Ω =9 Ω
[0015]輔助盤Γ的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值等于(210Ω+Γι) X (190Ω+20Ω+Γι”)/(2X219) Ω+r/ =219Ω / 2+1 Ω =109.5 Ω+1 Ω =110.5 Ω
[0016]第二步進(jìn)盤置“2”時(shí)，輔助盤Γ的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值的計(jì)算:設(shè)電阻(R3+R4+…+R9+