有五個(gè)步進(jìn)盤的電位差計(jì)的制作方法
【專利摘要】一種用于直流電壓測量有五個(gè)步進(jìn)盤的電位差計(jì)，其中它的后面四個(gè)步進(jìn)盤都由測量盤和與測量盤結(jié)構(gòu)相同的代換盤組成，后面四個(gè)步進(jìn)盤測量盤與代換盤上的對應(yīng)觸點(diǎn)互相連接后三個(gè)步進(jìn)盤上都沒有電阻，它使電位差計(jì)內(nèi)部引線電阻、開關(guān)接觸電阻及變差、熱電勢對電位差計(jì)影響都能夠忽略。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對直流電壓進(jìn)行測量的儀器。 有五個(gè)步進(jìn)盤的電位差計(jì)

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前對于有五個(gè)步進(jìn)盤的電位差計(jì)，在五個(gè)步進(jìn)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，并采用銀一銅復(fù)合材料；申請?zhí)?00810121911. 4公開了有五個(gè)步 進(jìn)盤的電位差計(jì)解決開關(guān)接觸電阻變差的新方法，它的五個(gè)步進(jìn)盤都由測量盤及代換盤組 成，不含輔助盤，每個(gè)測量盤及代換盤上都有電阻，它的五個(gè)步進(jìn)盤上的測量盤與代換盤在 電路中組成了橋式線路，它最大的毛病在于誤差不獨(dú)立，一旦測量盤某點(diǎn)示值超差，就無法 確定是哪只電阻超差引起的，這對鑒定與維修帶來不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種有五個(gè)步進(jìn)盤的電位差計(jì)，它不采用橋式線路，這樣誤 差可以獨(dú)立，且后三個(gè)步進(jìn)盤觸點(diǎn)間沒有電阻，這可以降低成本，減小儀器體積。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案這樣采?。弘娢徊钣?jì)從調(diào)節(jié)范圍在2?2. 8V之間的外接工作電 源E正極端鈕經(jīng)過由21只4Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21只0.2Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成 的可調(diào)電阻R P2、及調(diào)節(jié)范圍在〇?〇. 22 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、經(jīng)過五個(gè)步進(jìn)盤，到101. 8 Ω 調(diào)定電阻RN，再經(jīng)過〇?〇. 2 Ω可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻RP4回到調(diào)節(jié)范圍在2?2. 8V 之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)工作回路；從不飽和標(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)K到101.8 Ω調(diào)定電阻馬和調(diào)節(jié)范圍在0? 0. 2 Ω之間可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻RP4，再經(jīng)過200K Ω電阻&到不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù) 極組成電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)回路；用于連接被測量"Ux"的兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過五個(gè)測量盤后， 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)K到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)補(bǔ)償回 路；其特征在于第一步進(jìn)盤是有〇、1、2、……20共21個(gè)檔位的測量盤I，測量盤I上每兩個(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接0.01 Ω電阻一只，第二步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測量盤 II與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΓ組成，測量盤II與代換盤ΙΓ上每兩個(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接阻值是〇. 01 Ω的電阻一只，測量盤II的第"0"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)A，代換盤 ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，第三步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測量盤 III與有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΙΓ組成，第四步進(jìn)盤由有0、1、2、…… 10共11個(gè)檔位的測量盤IV與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤IV'組成，第五步 進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測量盤V與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換 盤t組成，第三步進(jìn)盤中測量盤ΠΙ與代換盤ΙΙΓ上的各個(gè)觸點(diǎn)，第四步進(jìn)盤中測量盤 IV與代換盤IV上的各個(gè)觸點(diǎn)，第五步進(jìn)盤中測量盤V與代換盤V'上的各個(gè)觸點(diǎn)，與第二 步進(jìn)盤中測量盤II與代換盤ΙΓ對應(yīng)觸點(diǎn)連接，第二步進(jìn)盤測量盤II的金屬接觸環(huán)與代 換盤ΙΓ的金屬接觸環(huán)間用999.9Ω的電阻Ri連接，第三步進(jìn)盤測量盤III的金屬接觸環(huán) 與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用9999.9Ω的電阻R2連接，第四步進(jìn)盤測量盤IV的金屬 接觸環(huán)與代換盤IV'的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ的電阻R3連接，第五步進(jìn)盤測量盤V的金 屬接觸環(huán)與代換盤V'的金屬接觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻R 4連接，每個(gè)步進(jìn)盤測量盤上的 電刷與代換盤上的電刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步，測量盤II的第"〇"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)A連接測量盤I第"0" 觸點(diǎn)，測量盤I第"20"觸點(diǎn)連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)即節(jié) 點(diǎn)B連接調(diào)定電阻RN的高電位端，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間通過112. 4986 Ω電阻R5連接，用于 連接被測量"Ux"的兩個(gè)測量端鈕，正極端鈕與測量盤I的金屬接觸環(huán)連接，負(fù)極端鈕經(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)K后與測量盤II的第"10"觸點(diǎn)連接。
[0005] 通過以上技術(shù)方案，第三、第四、第五步進(jìn)盤觸點(diǎn)間都沒有電阻，且五個(gè)步進(jìn)盤誤 差獨(dú)立，后三盤相同步進(jìn)的誤差一致，這給調(diào)試與維修帶來方便，也使電位差計(jì)結(jié)構(gòu)簡單， 體積縮小，從而降低了生產(chǎn)成本；當(dāng)電位差計(jì)五個(gè)測量盤置"〇"時(shí)，電位差計(jì)的內(nèi)部線路總 電勢是A點(diǎn)電位，一點(diǎn)電位為"0"，所以本電位差計(jì)的零電勢很小，五個(gè)步進(jìn)盤各個(gè)支路幾 個(gè)μ v的熱電勢都串聯(lián)在以伏為單位的電壓降上，因此熱電勢對"ux"的兩個(gè)測量端鈕影響 可以忽略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的一種原理電路。
[0007] 在圖1中，21Χ4Ω的可調(diào)電阻RP1，表示可調(diào)電阻RP1上有21只阻值是4Ω的電 阻串聯(lián)，同理，21X0. 2 Ω的可調(diào)電阻RP2，表示可調(diào)電阻RP2上有21只阻值是0.2 Ω的電阻 串聯(lián)，第一步進(jìn)盤測量盤I上的20X0. 01 Ω表示測量盤I有20只阻值是0.01 Ω的電阻串 聯(lián)，
[0008] 第二步進(jìn)盤測量盤II與代換盤II'上的10X0. 01 Ω，表示測量盤II與代換盤 ΙΓ上都有10只阻值是0.01 Ω的電阻串聯(lián)，
[0009] 在圖1中，步進(jìn)盤上粗黑線條表示金屬接觸環(huán)，空心小圓圈表示金屬觸點(diǎn)，雙向箭 頭表不金屬電刷。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 實(shí)施例1，在圖1中，節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間的后四個(gè)步進(jìn)盤中任意一個(gè)步進(jìn)盤轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，電流流過測量盤增加的電阻等于電流流過代換盤減少的電阻，反之也然，所以，后四個(gè) 步進(jìn)盤不管置何示值，該步進(jìn)盤在節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值不變，這能保證后四個(gè)步進(jìn)盤 不管置何示值，各步進(jìn)盤電阻比值基本不變，也保證各步進(jìn)盤的電流基本不變。
[0011] 電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工作電流設(shè)計(jì)成10mA，電位差計(jì)10mA工作電流經(jīng)過節(jié)點(diǎn)A后分成五 路：一路經(jīng)過測量盤II，一路經(jīng)過測量盤III，一路經(jīng)過測量盤IV，一路經(jīng)過測量盤V，再一 路經(jīng)過112. 5 Ω電阻R5，五路電流匯合于節(jié)點(diǎn)B。除經(jīng)過電阻R5支路外，節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間各 支路電阻比：第五步進(jìn)盤：第四步進(jìn)：第三步進(jìn)盤：第二步進(jìn)盤=1000 : 100 : 10 : 1， 所以，除流過電阻R5支路外，流過節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間各支路電流比為：第五步進(jìn)盤：第四 步進(jìn)：第三步進(jìn)盤：第二步進(jìn)盤=1 : 10 : 100 : 1000,除電阻R5支路外，節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn) B之間電阻是1000ΚΩ/1111，讓流過測量盤V、測量盤IV、測量盤III與測量盤II的總電 流是 1. 111mA，流過電阻 R5 的電流為 8. 889mA，則 8. 889mAXR5 = 1000ΚΩ/1111X1. 111mA， 電阻R5 ~ 112. 4986 Ω。電位差計(jì)10mA工作電流經(jīng)過電阻R5分流，使得流過測量盤V電流 為0. 001mA，測量盤IV電流為0. 01mA，測量盤III為0. 1mA，測量盤II電流為1mA;這時(shí)第 一步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是1 X l(T4mV，第二步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是1 X 10_5mV，第三步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是 lX10_6mV，第四步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是lX10_ 7mV，第五步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是lX10_8mV。
[0012] 當(dāng)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后，第I測量盤擲化，第II測量盤擲112，第III測量盤擲％，第 IV測量盤擲n 4，第V測量盤擲n5，開關(guān)K擲向左邊，這時(shí)位于測量的兩個(gè)端鈕間電壓為：
[0013] Ux =10X0. Olrii+lXO. 01n2+0. 1X0. 01n3+0. 01X0. 01n4+0. 001X0. 01n5(mV)
[0014] Ux = lOOn^lO^+lng+O. 1η4+0. 01η5(μ V)
[0015] 電位差計(jì)工作電源要采用YJ49型高穩(wěn)定度可調(diào)穩(wěn)壓電源，工作電流10mA是比較 大的，采用甲電池是穩(wěn)定不了的，本電位差計(jì)采用比較大的工作電流及〇. 01Ω這種比較小 電阻，是為了測量微小電壓時(shí)，降低對檢流計(jì)靈敏度的要求。
[0016] 在標(biāo)準(zhǔn)回路中，為避免回路電流過大，采用200ΚΩ電阻R。來限流，由于不飽和標(biāo) 準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢是離散的，在1. 0188V?1. 0196V之間，標(biāo)準(zhǔn)化的工作電流為10mA，因此調(diào) 定電阻馬取101. 8 Ω，外加0?0. 2 Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP4，可以覆蓋標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢的 變化范圍。
[0017] 電位差計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)工作電流是這樣獲得：把2mV標(biāo)準(zhǔn)信號電壓按極性與電位差計(jì) "ux"兩個(gè)測量端鈕連接，電位差計(jì)各步進(jìn)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R P1、可調(diào)電阻RP2及可調(diào)電阻RP3，使檢流計(jì)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R P4，使檢流計(jì)G指零，再重復(fù)一次后，把可調(diào)電阻RP4鎖定， 這時(shí)電位差計(jì)的工作電流就標(biāo)準(zhǔn)化，儀器使用時(shí)，先校對標(biāo)準(zhǔn)，要對讀數(shù)盤進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，校 對標(biāo)準(zhǔn)后再讀數(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種有五個(gè)步進(jìn)盤的電位差計(jì)，電位差計(jì)從調(diào)節(jié)范圍在2?2.8V之間的外接工作電 源E正極端鈕經(jīng)過由21只4Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21只0.2Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成 的可調(diào)電阻R P2、及調(diào)節(jié)范圍在〇?〇. 22 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、經(jīng)過五個(gè)步進(jìn)盤，到101. 8 Ω 調(diào)定電阻RN，再經(jīng)過〇?〇. 2 Ω可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻RP4回到調(diào)節(jié)范圍在2?2. 8V 之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)工作回路；從不飽和標(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)K到101.8 Ω調(diào)定電阻馬和調(diào)節(jié)范圍在0? 0. 2 Ω之間可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻RP4，再經(jīng)過200K Ω電阻&到不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù) 極組成電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)回路；用于連接被測量"Ux"的兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過五個(gè)測量盤后， 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)K到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)補(bǔ)償回 路；其特征在于第一步進(jìn)盤是有〇、1、2、……20共21個(gè)檔位的測量盤I，測量盤I上每兩個(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接0.01 Ω電阻一只，第二步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測量盤 II與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΓ組成，測量盤II與代換盤ΙΓ上每兩個(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接阻值是〇. 01 Ω的電阻一只，測量盤II的第"0"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)A，代換盤 ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，第三步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測量盤 III與有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΙΓ組成，第四步進(jìn)盤由有0、1、2、…… 10共11個(gè)檔位的測量盤IV與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤IV'組成，第五步 進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測量盤V與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換 盤t組成，第三步進(jìn)盤中測量盤ΠΙ與代換盤ΙΙΓ上的各個(gè)觸點(diǎn)，第四步進(jìn)盤中測量盤 IV與代換盤IV上的各個(gè)觸點(diǎn)，第五步進(jìn)盤中測量盤V與代換盤V'上的各個(gè)觸點(diǎn)，與第二 步進(jìn)盤中測量盤II與代換盤ΙΓ對應(yīng)觸點(diǎn)連接，第二步進(jìn)盤測量盤II的金屬接觸環(huán)與代 換盤ΙΓ的金屬接觸環(huán)間用999.9Ω的電阻Ri連接，第三步進(jìn)盤測量盤III的金屬接觸環(huán) 與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用9999.9Ω的電阻R 2連接，第四步進(jìn)盤測量盤IV的金屬 接觸環(huán)與代換盤IV'的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ的電阻R3連接，第五步進(jìn)盤測量盤V的金 屬接觸環(huán)與代換盤V'的金屬接觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻R 4連接，每個(gè)步進(jìn)盤測量盤上的 電刷與代換盤上的電刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步，測量盤II的第"〇"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)A連接測量盤I第"0" 觸點(diǎn)，測量盤I第"20"觸點(diǎn)連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)即節(jié) 點(diǎn)B連接調(diào)定電阻RN的高電位端，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間通過112. 4986 Ω電阻R5連接，用于 連接被測量"Ux"的兩個(gè)測量端鈕，正極端鈕與測量盤I的金屬接觸環(huán)連接，負(fù)極端鈕經(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)K后與測量盤II的第"10"觸點(diǎn)連接。
【文檔編號】G01R17/20GK104101759SQ201410363544
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】袁樂香, 駱曉峰 申請人:富陽興遠(yuǎn)儀器儀表經(jīng)營部