專利名稱：有三個測量盤的電位差計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及對直流電壓進行測量的儀器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前對于有三個測量盤的電位差計，在三個測量盤之間的連接上，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， 一般采用大電刷以增大接觸面積，并采用銀-銅復(fù)合材料；專利號ZL200720107587. 1、 ZL200720109901.X、及申請?zhí)?00710067805. 8公布了有三個測量盤的電位差計解決開關(guān) 接觸電阻的變差新方法，它的第一步進盤有一只測量盤與二只輔助盤組成，由于第一步進 盤不置在0時，第二步進盤置不同示值時電路總阻是變化的，第一步進盤置在0時，第二步 進盤置不同示值時電路總阻不變，為此第一步進盤增加了二只輔助盤來區(qū)別步進盤置0及 不置0兩種情況的電路連接，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。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種有三個測量盤的電位差計，在三個測量盤的連接上 中間盤不通過開關(guān)切換，而且第一步進盤取消輔助盤。本實用新型的技術(shù)方案是這樣采取電流從電位差計1. 5V工作電源的正極經(jīng)過由兩個步進盤及一個雙滑線盤組成的 電阻測量網(wǎng)絡(luò)到485Ω的調(diào)定電阻&及0 1Ω可鎖定的可調(diào)電阻Rp2，再到66 Ω電阻R。， 經(jīng)過0 120 Ω可調(diào)電阻Rpi回到工作電源的負(fù)極組成電位差計工作回路；標(biāo)準(zhǔn)電池En正 極經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到調(diào)定電阻Rn及可鎖定的可調(diào) 電阻Rp2的滑動觸點，再經(jīng)過100ΚΩ限流電阻R到標(biāo)準(zhǔn)電池En負(fù)極組成電位差計標(biāo)準(zhǔn)回 路；電位差計用于連接被測量“U/’的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過兩個測量盤及一個雙滑線盤 的電阻網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負(fù)極端鈕組成電位差 計補償回路；其特征在于第一步進盤只有測量盤I，它有0、1、2、……22共23個檔位，各檔 觸點間連接10Ω電阻一只，第二步進盤由測量盤II與輔助盤ΙΓ組成，測量盤II有0、1、 2、……10共11個檔位，上面有11個11 Ω的電阻，第1個電阻R1—端焊接第2個電阻R2 一端，電阻R2另一端焊接第3個電阻R3 —端，電阻R3另一端焊接第4個電阻R4 —端，電阻 R4另一端焊接第5個電阻R5 —端，電阻R5另一端焊接第6個電阻R6 —端，電阻R6另一端 焊接第7個電阻R7 一端，電阻R7另一端焊接第8個電阻R8 —端，電阻R8另一端焊接第9個 電阻R9 —端，電阻R9另一端焊接第10個電阻Rltl —端，電阻Rltl另一端焊接第11個電阻R11 一端，第11個電阻R11另一端與第1個電阻R1的另一端連接，電阻R1與電阻R2的連接點經(jīng) 過20 Ω電阻與第1觸點連接，電阻R2與電阻R3的連接點經(jīng)過12 Ω電阻與第2觸點連接， 電阻R3與電阻R4的連接點經(jīng)過6 Ω電阻與第3觸點連接，電阻R4與電阻R5的連接點經(jīng)過 2 Ω電阻與第4觸點連接，電阻R5與電阻R6的連接點與第5觸點連接，電阻R6與電阻R7的 連接點與第6觸點連接，電阻R7與電阻R8的連接點經(jīng)過2 Ω電阻與第7觸點連接，電阻R8與電阻R9的連接點經(jīng)過6 Ω電阻與第8觸點連接，電阻R9與電阻Rltl的連接點經(jīng)過12 Ω電 阻與第9觸點連接，電阻Rltl與電阻R11的連接點經(jīng)過20 Ω電阻與第10觸點連接，電阻Riq 與電阻R11的連接點為節(jié)點Α，電阻R1與電阻R11連接的點為節(jié)點B，節(jié)點B經(jīng)過30 Ω電阻 與0觸點連接，第二步進盤的輔助盤ΙΓ上是10只0.5Ω的電阻，第二步進盤測量盤II的 電刷與輔助盤ΙΓ的電刷之間通過200Ω電阻R12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10 Ω，其中一根為測量盤滑線III，另一根為輔助盤滑線ΙΙΓ，雙滑線 盤的刻度盤標(biāo)有0、1、2、……10十一個示值點的10個大格，每大格有不標(biāo)數(shù)字均勻分布的 10小格，每大格對應(yīng)阻值為1 Ω，雙滑線盤刻度盤的“0”示值，也就是代換盤滑線III'及測 量盤滑線III第0觸點，即雙滑線盤的電刷接觸滑線電阻上的始端，雙滑線盤刻度盤的“ 10” 示值，也就是代換盤滑線ΙΙΓ及測量盤滑線III第10觸點，即雙滑線盤的電刷接觸滑線 電阻上的末端，兩根滑線電阻上的電刷是同一片金屬刷片；輔助盤ΙΓ第10觸點與2300Ω 電阻R13的一端并聯(lián)點為節(jié)點C，節(jié)點C與電位差計工作電源的正極連接，輔助盤II'的電 刷連接測量盤I第22個觸點連接，測量盤I的0觸點連接節(jié)點Α，電阻R13的另一端連接測 量滑線III的始端“0”，測量滑線III的末端“10”經(jīng)過90Ω電阻R14后連接電路節(jié)點B，節(jié) 點B連接調(diào)定電阻Rn高電位一端；電位差計用于連接被測量“U/’的兩個端鈕，正極端鈕與 測量盤I電刷連接，負(fù)極端鈕經(jīng)過雙刀雙擲開關(guān)K后與輔助滑線III'連接。通過以上技術(shù)方案，第一步進盤省去了二只輔助盤，使電位差計結(jié)構(gòu)簡單，體積縮 小，也降低了生產(chǎn)成本，同時在補償回路內(nèi)三只測量盤連接的線路上沒有經(jīng)過開關(guān)，所以不 存在變差及熱電勢影響；第一步進盤及雙滑線盤的 電刷切換引起阻值變化不影響測量數(shù) 值，只影響檢流計阻尼，且與整個補償回路的電阻變化比起來電刷切換引起阻值變化可以 忽略。

圖1是本實用新型原理電路。在圖1中，22X10 Ω的測量盤I，表示測量盤I由22只10 Ω的電阻組成；同理， 10Χ0.5Ω的輔助盤II'，表示輔助盤ΙΓ由10只0.5Ω的電阻組成，測量盤II的電阻環(huán) 形網(wǎng)內(nèi)有“ 10 X 11 Ω ”，表示測量盤II的電阻環(huán)形網(wǎng)內(nèi)電阻R1 電阻Rltl十只電阻阻值都是 11 Ω。
具體實施方式
在圖1中，測量盤II在節(jié)點A與節(jié)點B之間是十一只11 Ω首尾相連的電阻環(huán)，當(dāng) 測量盤II置“5”或置“6”時，測量盤II的電刷到節(jié)點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，所以第5、6觸點與電阻環(huán)上對應(yīng)點直接連接，測量盤II 的其它觸點到節(jié)點B之間的電阻值都連接到30 Ω ；當(dāng)測量盤II置“4”或置“7”時，測量盤 II的電刷到節(jié)點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 第4、7觸點經(jīng)過2 Ω電阻與電阻環(huán)上對應(yīng)點連接；當(dāng)測量盤II置“3”或置“8”時，測量盤 II的電刷到節(jié)點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 第3、8觸點經(jīng)過6 0電阻與電阻環(huán)上對應(yīng)點連接；當(dāng)測量盤II置“2”或置“9”時，測量盤 II的電刷到節(jié)點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18Ω，所以第2、9觸點經(jīng)過12 Ω電阻與電阻環(huán)上對應(yīng)點連接；當(dāng)測量盤II置“1”或置“10”時，測量 盤II的電刷到節(jié)點B之間是1只11Ω電阻與10只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為10Ω，所 以第1、10觸點經(jīng)過20 Ω電阻與電阻環(huán)上對應(yīng)點連接；當(dāng)測量盤II置“0”，測量盤II的第 0觸點到節(jié)點B之間是30 Ω電阻連接。 第二步進盤的測量盤II的電刷與輔助盤ΙΓ的電刷是同步的，第二步進盤置 “0”時，輔助盤ΙΓ的電刷與節(jié)點B之間的電阻值是兩個同是230Ω的電阻并聯(lián)，因此是 115Ω。 第二步進盤置“ 1 ”時，輔助盤II ‘的電刷與節(jié)點B之間電阻值的計算需要進行三 角形-星形變換，設(shè)電阻(R2+R3+ "+R9+R1(i)與電阻R11兩邊阻值等效于電阻巧，電阻R11與電 阻R1兩邊阻值等效于電阻r/電阻(R2+R3+···+R9+R1(i)與電阻R1兩邊阻值等效于電阻r/’， 等效于電阻m/、r/’交點為Q1:
<formula>formula see original document page 5</formula>輔助盤ΙΓ的電刷與節(jié)點B之間電阻值等于(220Ω+Γι)Χ(200Ω+20Ω+Γι”)/ (2X229) Ω+r/ = 229 Ω/2+1 Ω = 114. 5Ω+1 Ω = 115. 5Ω第二步進盤置“2”時，輔助盤II'的電刷與節(jié)點B之間電阻值的計算設(shè)電阻 (R3+R4+-+R9+R10)與電阻R11兩邊阻值等效于電阻r2，電阻R11與電阻(RfR2)兩邊阻值等效 于電阻r2 ’電阻(R3+R4+ "+R9+R1(i)與電阻(RJR2)兩邊阻值等效于電阻r2”，等效于電阻r2、 r2’、r2” 交點為 Q2 <formula>formula see original document page 5</formula>輔助盤ΙΓ的電刷與節(jié)點B之間電阻值等于(220Ω+Γ2)Χ(200Ω+12Ω+ι·2”)/ (2X228) Ω+γ2' = 228 Ω/2+2 Ω = 114 Ω+2 Ω = 116 Ω。同理，第二步進盤置“3”時，輔助盤ΙΓ的電刷與節(jié)點B之間電阻值是116. 5Ω，第二步進盤置“4”時，輔助盤ΙΓ的電刷與節(jié)點B之間電阻值是117 Ω，第二步進盤置“5”時，輔助盤ΙΓ的電刷與節(jié)點B之間電阻值是117. 5Ω，......第二步進盤置“10”時，輔助盤ΙΓ的電刷與節(jié)點B之間電阻值是120 Ω。由于測量盤II與測量盤I連接后每步進增加0. 5 Ω，因此輔助盤II ‘每步進減少 0. 5 Ω，使電路總阻不變。節(jié)點C經(jīng)過兩個步進盤到節(jié)點B的電阻是120 Ω，節(jié)點C經(jīng)過滑線盤到節(jié)點B的電 阻是2400 Ω，電位差計工作電流標(biāo)準(zhǔn)化時為2. ImA, 120 Ω電阻上電流是2mA，2400 Ω電阻上 電流是0. ImA ；根據(jù)三角形-星形變換，輔助盤ΙΓ電刷經(jīng)過測量盤I到等效電阻rn、rn’、 rn”的交點Qn(n = 1、2、3、……9)的電阻與輔助盤II'電刷經(jīng)過200 Ω電阻R12到交點Qn 的電阻相等，所以流過測量盤I與200 Ω電阻R12的電流各為ImA ；測量盤II置“10”時，輔 助盤ΙΓ電刷經(jīng)過測量盤I到節(jié)點A的電阻與輔助盤ΙΓ電刷經(jīng)過200 Ω電阻R12到節(jié)點 A的電阻都等于220 Ω，所以流過測量盤I與200 Ω電阻R12的電流也各為1mA。對于測量盤II在節(jié)點A與節(jié)點B之間的十一只11 Ω首尾相連的電阻環(huán)而言，測 量盤II置“1”時電阻R1與10只阻值同為11 Ω電阻并聯(lián)，流過電阻R11的電流為1/llmA，節(jié)點A與節(jié)點B之間的電壓Uab = 1/11 X IlmV = ImV ；測量盤II置“2”時電阻(RfR2)與9 只阻值同為11 Ω電阻并聯(lián)，流過電阻R11的電流為2/llmA，節(jié)點A與節(jié)點B之間的電壓Uab =2/11 X IlmV = 2mV;同理，測量盤II置“η”時(η = 1、2、3…10)電阻節(jié)點A與節(jié)點B之 間的電壓Uab = n mV ；測量盤II置“0”時，電流不經(jīng)過電阻R11, Uab = OmV。測量盤I、測量盤II、測量滑線III都置“0”時，Uab上的IOmV電壓等于測量滑線 III的O點到B點的電壓，所以測量滑線III的0點與節(jié)點A等電位。工作電流標(biāo)準(zhǔn)化時，第一步進盤置Ii1、第二步進盤置n2、第三盤置ri3 (n3表示大格示 值)這時"Ux”兩個測量端鈕間電壓為Ux = X IOn1+! X 10+n2/l 1 X 11-0. 1 X 90-0. IXlX (10_n3) (mV)= ΙΟη^ΙΟ+η^θ-Ι+Ο. In3 (mV)= ΙΟη^η^Ο. In3 (mV)標(biāo)準(zhǔn)電池是離散的，在1. 0188V 1. 0196V之間，標(biāo)準(zhǔn)化的工作電流為2. ImA,因此 調(diào)定電阻Rn取485 Ω，外加0 1 Ω可鎖定的可調(diào)電阻Rp2，可以覆蓋標(biāo)準(zhǔn)電池的變化范圍。干電池新的時候電動勢約為1. 65V，用舊到1. 4V以下時，電流不穩(wěn)，為了使干電池 在新、舊情況下都能使電位差計的工作電流調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)化，為此電阻Rtl取66 Ω。取可調(diào)電 阻Rpi為0 120 Ω。2. ImA標(biāo)準(zhǔn)電流是這樣確定的把200mV標(biāo)準(zhǔn)信號電壓按極性與電位差計“Ux”兩 個測量端鈕連接，電位差計各盤總示值與標(biāo)準(zhǔn)信號電壓值相同，雙刀雙擲開關(guān)K擲向左邊， 調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1，使檢流計G指零；再將雙刀雙擲開關(guān)K擲向右邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP2，使檢 流計G指零，這時把可調(diào)電阻Rp2鎖定；電位差計今后使用時依此為標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種有三個測量盤的電位差計，電流從電位差計1.5V工作電源的正極經(jīng)過由兩個步進盤及一個雙滑線盤組成的電阻測量網(wǎng)絡(luò)到485Ω的調(diào)定電阻RN及0～1Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP2，再到66Ω電阻R0，經(jīng)過0～120Ω可調(diào)電阻RP1回到工作電源的負(fù)極組成電位差計工作回路；標(biāo)準(zhǔn)電池EN正極經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到調(diào)定電阻RN及可鎖定的可調(diào)電阻RP2的滑動觸點，再經(jīng)過100KΩ限流電阻R到標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù)極組成電位差計標(biāo)準(zhǔn)回路；電位差計用于連接被測量“UX”的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過兩個測量盤及一個雙滑線盤的電阻網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負(fù)極端鈕組成電位差計補償回路；其特征在于第一步進盤只有測量盤I，它有0、1、2、……22共23個檔位，各檔觸點間連接10Ω電阻一只，第二步進盤由測量盤II與輔助盤II′組成，測量盤II有0、1、2、……10共11個檔位，上面有11個11Ω的電阻，第1個電阻R1一端焊接第2個電阻R2一端，電阻R2另一端焊接第3個電阻R3一端，電阻R3另一端焊接第4個電阻R4一端，電阻R4另一端焊接第5個電阻R5一端，電阻R5另一端焊接第6個電阻R6一端，電阻R6另一端焊接第7個電阻R7一端，電阻R7另一端焊接第8個電阻R8一端，電阻R8另一端焊接第9個電阻R9一端，電阻R9另一端焊接第10個電阻R10一端，電阻R10另一端焊接第11個電阻R11一端，第11個電阻R11另一端與第1個電阻R1的另一端連接，電阻R1與電阻R2的連接點經(jīng)過20Ω電阻與第1觸點連接，電阻R2與電阻R3的連接點經(jīng)過12Ω電阻與第2觸點連接，電阻R3與電阻R4的連接點經(jīng)過6Ω電阻與第3觸點連接，電阻R4與電阻R5的連接點經(jīng)過2Ω電阻與第4觸點連接，電阻R5與電阻R6的連接點與第5觸點連接，電阻R6與電阻R7的連接點與第6觸點連接，電阻R7與電阻R8的連接點經(jīng)過2Ω電阻與第7觸點連接，電阻R8與電阻R9的連接點經(jīng)過6Ω電阻與第8觸點連接，電阻R9與電阻R10的連接點經(jīng)過12Ω電阻與第9觸點連接，電阻R10與電阻R11的連接點經(jīng)過20Ω電阻與第10觸點連接，電阻R10與電阻R11的連接點為節(jié)點A，電阻R1與電阻R11連接的點為節(jié)點B，節(jié)點B經(jīng)過30Ω電阻與0觸點連接，第二步進盤的輔助盤II′上是10只0.5Ω的電阻，第二步進盤測量盤II的電刷與輔助盤II′的電刷之間通過200Ω電阻R12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10Ω，其中一根為測量盤滑線III，另一根為輔助盤滑線III′，雙滑線盤的刻度盤標(biāo)有0、1、2、……10十一個示值點的10個大格，每大格有不標(biāo)數(shù)字均勻分布的10小格，每大格對應(yīng)阻值為1Ω，雙滑線盤刻度盤的“0”示值，也就是代換盤滑線III′及測量盤滑線III第0觸點，即雙滑線盤的電刷接觸滑線電阻上的始端，雙滑線盤刻度盤的“10”示值，也就是代換盤滑線III′及測量盤滑線III第10觸點，即雙滑線盤的電刷接觸滑線電阻上的末端，兩根滑線電阻上的電刷是同一片金屬刷片；輔助盤II′第10觸點與2300Ω電阻R13的一端并聯(lián)點為節(jié)點C，節(jié)點C與電位差計工作電源的正極連接，輔助盤II′的電刷連接測量盤I第22個觸點連接，測量盤I的0觸點連接節(jié)點A，電阻R13的另一端連接測量滑線III的始端“0”，測量滑線III的末端“10”經(jīng)過90Ω電阻R14后連接電路節(jié)點B，節(jié)點B連接調(diào)定電阻RN高電位一端；電位差計用于連接被測量“UX”的兩個端鈕，正極端鈕與測量盤I電刷連接，負(fù)極端鈕經(jīng)過雙刀雙擲開關(guān)K后與輔助滑線III′連接。
專利摘要一種用于直流電壓測量有三個測量盤的電位差計，它的第一步進盤由22×10Ω測量盤組成，第二步進盤由11×11Ω環(huán)形電阻網(wǎng)構(gòu)成測量盤，由10只0.5Ω電阻構(gòu)成輔助盤，第三盤為雙滑線盤，兩個測量盤與測量滑線間用導(dǎo)線連接，不通過開關(guān)切換，使電位差計測量時不存在變差及熱電勢影響，且省去了第一步進盤二只輔助盤。
文檔編號G01R17/20GK201555876SQ20092020227
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者駱曉英 申請人:駱曉英