專利名稱：多量程直流電位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)直流電壓進(jìn)行測量的設(shè)備。
現(xiàn)在所有在生產(chǎn)的各種規(guī)格直流測量用電位差計(jì)，像市場有售的UJ36a、UJ33a等多量程直流電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)回路與測量回路沒有公用電阻，這樣溫度變化使電阻值變化，引起測量誤差增大；量程變換的誤差直接引起測量誤差。市場有售UJ25、UJ24等高電勢，單量程直流電位差計(jì)的測量回路與標(biāo)準(zhǔn)回路有1.018伏是公用電阻，這樣測量回路電阻值變化，標(biāo)準(zhǔn)回路跟著同誤差方向變化，可以抵消部分誤差，但它不能有多個(gè)量程。
本發(fā)明的目的是提供一種多量程直流電位差計(jì)，在所有量程內(nèi)測量回路與標(biāo)準(zhǔn)回路大部分電壓測量范圍用的電阻是公用的；這樣，可以有效降低量程變換及溫度變化引起的測量誤差。
本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn)直流電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用電子基準(zhǔn)源，與基準(zhǔn)源相連的直流電位差計(jì)“標(biāo)準(zhǔn)”兩端裝上一批分壓電阻，并用開關(guān)進(jìn)行分壓比變換，該開關(guān)與量程轉(zhuǎn)換開關(guān)同步，分壓電阻之間的比例關(guān)系與量程比例關(guān)系一致，這樣，在量程開關(guān)轉(zhuǎn)換到不同量程時(shí)，就會(huì)有不同的電壓基準(zhǔn)值。直流電位差計(jì)某量程第一盤電壓讀數(shù)值應(yīng)該大于或等于該量程時(shí)分壓后的基準(zhǔn)值，在直流電位差計(jì)第一盤中選取一個(gè)與基準(zhǔn)值同義值的點(diǎn)，該點(diǎn)與第一測量盤零點(diǎn)之間的電阻作為公用電阻連接在標(biāo)準(zhǔn)回路內(nèi)。對(duì)于第一盤采用分壓線路的電位差計(jì)均適用，而且第一盤采用分壓線路的電位差計(jì)占絕大多數(shù)。
現(xiàn)有0.01級(jí)直流電位差計(jì)保證準(zhǔn)確度極限溫度范圍為20±5℃，0.1級(jí)直流電位差計(jì)保證準(zhǔn)確度極限溫度范圍為20±10℃，采用第一盤公用電阻的方法，大幅度降低了溫度對(duì)直流電位差計(jì)測量準(zhǔn)確度的影響而且量程誤差基本可以忽略；況且電子基準(zhǔn)源可以方便地做到溫度系數(shù)小于3PPM/℃，它是本發(fā)明具有實(shí)用價(jià)值的最重要的保證。
本發(fā)明將通過優(yōu)選的實(shí)例結(jié)合附圖加以說明，其中

圖1是簡單分壓線路的低電勢電位差計(jì)電路2是采用串聯(lián)代換線路的直流電位差計(jì)電路圖參照附圖，以下為對(duì)具體實(shí)施例的說明。
在圖中，直流電位差計(jì)工作電源輸入端1和2，測量端3和4，標(biāo)準(zhǔn)輸入端5和6，電阻14用來固定壓強(qiáng)，工作電流調(diào)節(jié)電阻13用來調(diào)節(jié)工作電流的大小，電阻15與電阻16用于量程變換其中電阻16是電阻15的9倍整，且電阻15的阻值等于電阻18加電阻17的阻值。電位差計(jì)第1盤為電阻18，它由等值的12只電阻串聯(lián)而成，與第2測量盤電阻17是滑線電阻。當(dāng)量程轉(zhuǎn)換開關(guān)10指向×10時(shí)，電阻15加電阻16的阻值是電位差計(jì)兩個(gè)測量盤總阻值的10倍；當(dāng)開關(guān)10指向×1時(shí)，兩個(gè)測量盤的阻值加電阻16的總阻值是電阻15的阻值的10倍；因?yàn)榱鬟^測量盤電流兩個(gè)量程相差10倍，所以直流電位差計(jì)有×10及×1的兩個(gè)量程。電子基準(zhǔn)源連接到標(biāo)準(zhǔn)輸入端5及6后，由于其電壓遠(yuǎn)大于低電勢直流電位差計(jì)第一盤電壓，因此用電阻7降壓，降壓后使電阻8加電阻9上的壓降等于直流電位差計(jì)在×10量程時(shí)第一盤0～10只電阻壓降，并使電阻8是電阻9電阻值的9倍，且使分壓比例開關(guān)11與量程比例開關(guān)10同步。當(dāng)電阻15或電阻16引起比例誤差，或溫度引起測量盤誤差時(shí)，雙刀雙擲開關(guān)12接入標(biāo)準(zhǔn)回路，檢流計(jì)19就不會(huì)平衡，因此要調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)電阻14，使流過第一第二兩個(gè)測量盤電流恢復(fù)到準(zhǔn)確值，使檢流計(jì)19恢復(fù)平衡。
圖2是本發(fā)明又一個(gè)事實(shí)例，工作電源輸入端1及2間輸入電壓為3V，工作電流調(diào)節(jié)電阻13由20檔步進(jìn)開關(guān)每檔26Ω組成，調(diào)節(jié)范圍0～520Ω；工作電流調(diào)節(jié)電阻14由20檔步進(jìn)開關(guān)，每檔1.5Ω組成，調(diào)節(jié)范圍0～30Ω。工作電流調(diào)節(jié)電阻15由0～2Ω滑線電阻組成。電阻總調(diào)節(jié)范圍為0～552Ω。第一測量盤為電阻20，它由23只100Ω電阻串聯(lián)而成；第二測量盤為電阻21，它由10只10Ω電阻串聯(lián)而成，與第二測量盤聯(lián)動(dòng)的有一只代換盤，其電阻22構(gòu)成同電阻21，由10只10Ω電阻串聯(lián)而成。當(dāng)測量回路進(jìn)入一只電阻，代換盤就切出一只阻值相同的電阻，以保持A、B間阻值不變。第三測量盤為電阻23，它也有一只代換盤。電阻23與該代換盤電阻24均由10只1Ω電阻串聯(lián)而成，第三測量盤由20只電阻25組成，其阻值＝0.05Ω。因此，A B間測量支路阻值為2411Ω。電阻16阻值為241.1Ω，電阻18阻值為2169.9Ω，電阻19為21699Ω，因此；量程開關(guān)10指×10、×1、×0.1時(shí)，電流流過測量盤的比為10∶1∶0.1。由于在×0.1量程時(shí)，A、C間并聯(lián)電阻阻值由2191.818Ω降到238.91Ω，因此接入電阻17，電阻值為1952.91Ω，以保A、C間阻值不變。電阻26為262Ω，以抬高工作電壓到2.7V，避免電池失效后繼續(xù)工作，引起測量麻煩。本電路工作電流為1.1mA，通過工作電流調(diào)節(jié)電阻13、14和15，能使工作電壓在2.7到3.3V之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持電路工作電流為1.1mA，測量端3和4，最大測量電壓分別是2.411V、241.1mV、24.11mV。
標(biāo)準(zhǔn)輸入端5和6輸入基準(zhǔn)電壓為2V，分壓電阻7、8和9組成分壓比例電阻，電阻9為100Ω，電阻8為900Ω，電阻7為9000Ω。第一測量盤零點(diǎn)與輸入端6相連，第一測量盤20與分壓比轉(zhuǎn)換開關(guān)11相連，分壓比轉(zhuǎn)換開關(guān)11與量程轉(zhuǎn)換開關(guān)10同步當(dāng)量程轉(zhuǎn)換開關(guān)按10∶1∶0.1轉(zhuǎn)換時(shí)，分壓比轉(zhuǎn)換開關(guān)的分壓比也按10∶1∶0.1分壓。
本電路中，比例誤差，電阻20溫度變差都可以把檢流計(jì)27通過雙刀雙擲開關(guān)12切換到標(biāo)準(zhǔn)回路進(jìn)行平衡檢查，通過工作電流調(diào)節(jié)電阻調(diào)節(jié)來消除誤差，因而對(duì)電阻16、18和19，及20個(gè)電阻20均可降低要求，集中抓標(biāo)準(zhǔn)電阻7、8和9，要求它們用同種材料同種方法繞制、處理，并經(jīng)過自然老化，裝配前經(jīng)過溫度系數(shù)測定，相同的歸為一組上機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種多量程直流電位差計(jì)，由工作電流調(diào)節(jié)電阻、量程變換電阻及第一盤采用分壓線路的測量盤組成，其特征在于直流電位差計(jì)“標(biāo)準(zhǔn)”輸入端有一串分壓電阻對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行分壓，分壓比等于量程轉(zhuǎn)換比，且量程轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)與分壓開關(guān)(11)同步，以保證任意量程標(biāo)準(zhǔn)回路與測量回路第一盤有部份公用電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多量程直流電位差計(jì)，其特征是輸入到標(biāo)準(zhǔn)(5)及(6)兩端的是電子基準(zhǔn)電源。
全文摘要
一種多量程直流電位差計(jì)，它由工作電流調(diào)節(jié)電阻、量程比例開關(guān)及測量盤組成，它不同量程用于測量不同電壓。為減小各種因素引起測量誤差，該電位差計(jì)采用對(duì)電子基準(zhǔn)源分壓的方法，使得任何量程測量會(huì)回路與標(biāo)準(zhǔn)回路都有一串電阻公用，使誤差得以糾正。
文檔編號(hào)G01R17/00GK1425923SQ0114233
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2001年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月8日
發(fā)明者駱乃光 申請(qǐng)人:駱乃光