專利名稱：一種pa級(jí)電流量程切換開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型闡述一種適用于PA級(jí)電流輸出的量程切換開關(guān)。
通常，小電流由高電阻得到，按歐姆定律，I＝U／R，當(dāng)電壓固定，則電阻越大，輸出的電流越小，故普通的小電流量程切換開關(guān)由電壓輸入端，電流輸出端，支架，不同電阻值的高值電阻器，觸頭，絕緣層，旋轉(zhuǎn)軸和帶凸頭導(dǎo)電滑環(huán)等組成。絕緣層上均勻放置若干觸頭，除供輸出的一個(gè)觸頭以外，其余觸頭都分別與各個(gè)不同的高值電阻的一端相連，旋轉(zhuǎn)軸從絕緣層的中心孔通過(guò)，并帶動(dòng)一個(gè)帶有一個(gè)凸頭的導(dǎo)電環(huán)，其中一個(gè)作為輸出(入)端的觸頭始終和導(dǎo)電環(huán)相接，其余觸頭中，只有當(dāng)前輸出電流的一個(gè)觸頭才和導(dǎo)電環(huán)凸頭相接。由於各觸頭間的絕緣電阻不是無(wú)窮大，所以輸出電流的實(shí)際值受觸頭間的絕緣電阻和與觸頭相連的高值電阻的影響。而它們自身都受到環(huán)境相對(duì)濕度和表面清潔度的影響，特別是環(huán)境相對(duì)濕度大于70％時(shí)，它們的電阻急劇下降，造成輸出電流的不穩(wěn)定。即使用聚四氟乙烯作為開關(guān)的絕緣層，也解決不了相對(duì)濕度的影響，況且它的絕緣電阻也是有限值。因此傳統(tǒng)的開關(guān)不能提供穩(wěn)定的且和環(huán)境相對(duì)濕度無(wú)關(guān)的PA級(jí)的輸出電流。
針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型提出一種電流可以小到0.001PA，所接電阻可以高達(dá)1015Ω的PA級(jí)電流量程切換開關(guān)。這種開關(guān)提供的輸出小電流的穩(wěn)定性不受環(huán)境相對(duì)濕度的影響，在相對(duì)濕度小于90％時(shí)仍能穩(wěn)定輸出。
本實(shí)用新型的理論依據(jù)是等電位屏蔽原理，使絕緣層上觸頭間的絕緣電阻和高值電阻器封裝絕緣外殼的表面絕緣電阻對(duì)輸出小電流的影響減小到允許范圍以內(nèi)。它是這樣實(shí)現(xiàn)的，在普通的量程切換開關(guān)上，增加一片特殊層，其特殊在于該層上的導(dǎo)電環(huán)是一個(gè)帶缺口的導(dǎo)電環(huán)，而不是通常的帶凸頭的導(dǎo)電環(huán)，這個(gè)有缺口的導(dǎo)電環(huán)使得除一個(gè)觸頭和它不導(dǎo)通以外，其余的所有接高值電阻器的觸頭和作為輸出(入)的觸頭都和它導(dǎo)通，當(dāng)缺口對(duì)準(zhǔn)與輸出電流量程相應(yīng)的高值電阻器連接的觸頭時(shí)，普通導(dǎo)電環(huán)的凸頭接通和上述同一個(gè)高值電阻相連的觸頭，當(dāng)帶缺口的導(dǎo)電環(huán)的電位和電流輸出端之間的電位的差值和高值電阻器上電壓降的比值小于0.1時(shí)，就可以明顯減小絕緣層上觸頭間的絕緣電阻和高值電阻器封裝絕緣外殼的表面絕緣電阻對(duì)輸出小電流的影響，比值越小，效果越顯著。
本實(shí)用新型所提出的PA級(jí)電流量程切換開關(guān)具有下述優(yōu)點(diǎn)(一).使絕緣層上觸頭間的絕緣電阻和高值電阻器封裝絕緣外殼的表面絕緣電阻至少提高3到5個(gè)數(shù)量級(jí)；(二).使開關(guān)的工作不受季節(jié)，地區(qū)，環(huán)境的影響，即使相對(duì)濕度達(dá)到90％，仍能可靠地工作；(三).穩(wěn)定地輸出0.001PA及更小的電流。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A－A視圖，圖4是圖1的C－C視圖，它們表示普通開關(guān)上的絕緣層，觸頭，帶凸頭導(dǎo)電環(huán)，旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系。
圖3是圖1的B－B視圖，它表示本實(shí)用新型提出的特殊層上的絕緣層，觸頭，帶缺口導(dǎo)電環(huán)，旋轉(zhuǎn)軸之間的關(guān)系。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。此開關(guān)有N個(gè)量程。為便于說(shuō)明，令N＝7，但這不妨害闡述的普遍性。
參照?qǐng)D1，圖2，圖3，圖4，本實(shí)用新型增設(shè)了一片特殊層，其特殊就在于該層的導(dǎo)電環(huán)是帶缺口的，其缺口的大小和一個(gè)觸頭的位置相應(yīng)。
圖1中，［1］是高值電阻器。圖2中，［2］是絕緣層(陶瓷或聚合物絕緣材料)，［3］是電流輸出觸頭，［4］是和高值電阻器一端相接的觸頭，全部觸頭均布在［2］上，［5］是普通的帶凸頭導(dǎo)電環(huán)，［6］是開關(guān)的固定螺絲，［7］是固定觸頭的鉚釘，［11］是旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸和導(dǎo)電環(huán)彼此絕緣。由［2］，［3］，［4］，［5］和［7］組成通常的開關(guān)的一層，相互位置如圖2。
圖3是增設(shè)的特殊層，［9］是特殊層的輸出(入)觸頭，［10］是特殊的帶缺口的導(dǎo)電環(huán)，［4］是和高值電阻器一端相接的觸頭，全部觸頭均勻設(shè)置在絕緣層［2］上，［8］是聯(lián)接導(dǎo)線，由［2］，［4］，［7］，［9］和［10］組成了特殊層，相互位置如圖3。
圖4中，［13］是通常開關(guān)的另一層上的電壓輸入端，［12］是和高值電阻器的另一端相接的觸頭。
通過(guò)適當(dāng)?shù)穆?lián)接，使普通開關(guān)層上帶凸頭的導(dǎo)電環(huán)［5］接通的觸頭和特殊層上特殊的帶缺口的導(dǎo)電環(huán)［10］的缺口對(duì)準(zhǔn)的觸頭一一對(duì)應(yīng)。從而在某一輸出電流量程下，只有和此量程相應(yīng)的一個(gè)高值電阻器才同電流輸出觸頭［3］直接接通，其余的所有高值電阻器都和特殊層的輸出觸頭［9］接通，由于［3］和［9］之間的電位差和高值電阻器上電壓降的比值遠(yuǎn)小于0.1，因此實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的PA級(jí)小電流的輸出。即使相對(duì)濕度達(dá)到90％，也不受影響。
使高值電阻器［1］不受環(huán)境相對(duì)濕度影響的措施是在其封裝絕緣外殼表面的一端設(shè)置一個(gè)由導(dǎo)電材料制得的保護(hù)環(huán)［14］，此保護(hù)環(huán)［14］同［9］或者與［3］的電位差值和高值電阻器上電壓降的比值遠(yuǎn)小于0.1的線路點(diǎn)連接。這種帶一個(gè)保護(hù)環(huán)的電阻組成“三端電阻”。若［1］由二個(gè)或二個(gè)以上的實(shí)際值相近的高值電阻串聯(lián)而成，則第一個(gè)電阻采用“三端高阻”，從第二個(gè)起，應(yīng)采用“四端高阻”，它是在高阻元件的封裝絕緣外殼表面的二端各設(shè)置一個(gè)由導(dǎo)電材料制得的保護(hù)環(huán)［14］后得到，這些保護(hù)環(huán)必須依次聯(lián)接，最末一個(gè)保護(hù)環(huán)［14］同［9］或其它與［3］的電位差值和所有串聯(lián)高值電阻器上的總的電壓降的比值遠(yuǎn)小于0.1的線路點(diǎn)連接。
特殊層可以置於開關(guān)的任何位置，只要通過(guò)適當(dāng)?shù)穆?lián)接，使普通開關(guān)層上帶凸頭的導(dǎo)電環(huán)［5］接通的觸頭和特殊層上［10］的缺口對(duì)準(zhǔn)的觸頭一一對(duì)應(yīng)，電性能不受任何影響。甚至可以把［3］，［4］，［5］，［9］和［10］分別裝在絕緣層［2］的兩面，但［3］和［9］不能直接相連。［5］和［10］也不能直接相連。也可實(shí)現(xiàn)上述要求。
權(quán)利要求1.一種PA級(jí)電流量程切換開關(guān)，包括電壓輸入端[13]，電流輸出端[3]，固定螺絲[6]，不同阻值的高值電阻器[1]，旋轉(zhuǎn)軸[11]，絕緣層[2]，帶凸頭的導(dǎo)電環(huán)[5]，連接高值電阻器的觸頭[4]和[12]，把[4]和[12]固定到[2]上的鉚釘[7]，其特征在于在高值電阻與電流輸出層之間增設(shè)了一層特殊層，它是由帶一個(gè)缺口的導(dǎo)電環(huán)[10]，輸出(入)觸頭[9]，觸頭[4]，絕緣層[2]和鉚釘[7]所組成，在開關(guān)的任一位置，通過(guò)聯(lián)接導(dǎo)線[8]使得帶缺口的導(dǎo)電環(huán)[10]的缺口所對(duì)準(zhǔn)的觸頭[4]和帶凸頭的導(dǎo)電環(huán)[5]所接通的觸頭[4]一一對(duì)應(yīng)，缺口的大小和一個(gè)觸頭的位置相適應(yīng)，以保證在任何位置只有一個(gè)觸頭[4]和導(dǎo)電環(huán)[10]不接觸，而[10]和缺口以外的觸頭[4]都保持滑動(dòng)接觸，使電氣上接觸，[10]和輸出(入)觸頭[9]始終成滑動(dòng)接觸，電氣上也是接通的，[4]和[9]由[7]固定在[2]上，絕緣層[2]由[6]裝配成開關(guān)，帶缺口的導(dǎo)電環(huán)[10]固定在與其彼此絕緣的旋轉(zhuǎn)軸[11]上；高值電阻器[1]是“三端高阻”，是在高值電阻元件封裝絕緣外殼的表面上靠近輸出端的一端設(shè)置一個(gè)保護(hù)環(huán)[14]所得到；[9]和[14]接至與[5]之間的電位差同高值電阻器[1]上的電壓降的比值K小于或等于0.1的線路點(diǎn).K值越小，效果越好。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA級(jí)電流量程切換開關(guān)，其特征在于“三端高阻”能在其輸出端串聯(lián)一個(gè)或一個(gè)以上的實(shí)際值相近的“四端高阻”，“四端高阻”是在“三端高阻”外殼的另一端再設(shè)置一個(gè)保護(hù)環(huán)［14］，與前面一個(gè)相串聯(lián)的電阻的鄰近保護(hù)環(huán)［14］相連，最后一個(gè)保護(hù)環(huán)［14］接到使［14］與［5］之間的電位差同高值電阻器總的電壓降的比值K小于或等于0.1的線路點(diǎn)，K值越小，效果越好。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA級(jí)電流量程切換開關(guān)，其特征在于由［2］，［4］，［7］，［9］，［10］所組成的特殊層可以裝配在開關(guān)的任意位置，只要通過(guò)聯(lián)接導(dǎo)線［8］使得帶缺口的導(dǎo)電環(huán)［10］的缺口所對(duì)準(zhǔn)的觸頭［4］和帶凸頭的導(dǎo)電環(huán)［5］所接通的觸頭［4］一一對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA級(jí)電流量程切換開關(guān)，其特征在于由［2］，［4］，［7］，［9］，［10］所組成的特殊層的另一面按裝由［3］，［4］，［5］所組成的普通開關(guān)層，其中［4］可用一個(gè)鉚釘固定在絕緣層［2］的兩面上，但［3］，［5］和［9］，［10］電氣上不直接接通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PA級(jí)電流量程切換開關(guān)，其特征在于帶缺口的導(dǎo)電環(huán)［10］和帶凸頭的導(dǎo)電環(huán)［5］可以是相應(yīng)的電刷，只要通過(guò)導(dǎo)線［8］的適當(dāng)聯(lián)接，使得不接通的觸頭和接通的觸頭一一對(duì)應(yīng)。
專利摘要一種PA級(jí)電流量程切換開關(guān)。它是在普通開關(guān)上增加由特殊導(dǎo)電滑環(huán)，常通觸頭，觸頭和絕緣層組成的附加層，當(dāng)常通觸頭和電流輸出觸頭間的電位差與同輸出端相接的高值電阻的電壓降之比小于0.1時(shí)，開關(guān)輸出層觸頭間的絕緣電阻就明顯提高，此比值越小，效果越明顯，不難把它提高三到五個(gè)數(shù)量級(jí)，高值電阻的封裝絕緣外殼經(jīng)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚捅ＷC用此開關(guān)取得的PA級(jí)輸出電流不受環(huán)境相對(duì)濕度的影響，在高達(dá)90％時(shí)，10
文檔編號(hào)H01H19/58GK2133923SQ9222675
公開日1993年5月19日 申請(qǐng)日期1992年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月3日
發(fā)明者施大申 申請(qǐng)人:施大申