專利名稱：一種采用換位支路二量程轉(zhuǎn)換的直流電位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量直流電壓的儀器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前生產(chǎn)的電位差計(jì)，當(dāng)測(cè)量盤有三個(gè)以上時(shí)，兩個(gè)測(cè)量端鈕間存在開關(guān)接觸電阻及變差，因此，即使工作電流小到0.1mA，開關(guān)的電刷及觸點(diǎn)不僅采用銀銅復(fù)合材料，接觸面積也做得挺大，來減小測(cè)量開關(guān)步進(jìn)切換時(shí)變差帶來影響，這就使儀器體積變大，即便如此，也不能使電位差計(jì)分辨率小到0.1μv，另外還存在開關(guān)的熱電勢(shì)與接觸可變熱電勢(shì)影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是，當(dāng)電位差計(jì)內(nèi)用于測(cè)量部分的步進(jìn)開關(guān)有五個(gè)時(shí)，測(cè)量開關(guān)步進(jìn)切換的接觸電阻及變差，開關(guān)熱電勢(shì)不影響測(cè)量結(jié)果，使儀器分辨率達(dá)0.1μv。在量程轉(zhuǎn)換時(shí)，量程轉(zhuǎn)換用電阻是一位數(shù)乘10的整數(shù)次冪的阻值。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1、RP2、標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)取樣用調(diào)定電阻及測(cè)量電路串聯(lián)在電位差計(jì)電路中；其特征在于測(cè)量部份用兩只步進(jìn)盤一只雙滑線盤，第一步進(jìn)盤由各有20×4Ω第I測(cè)量盤及第I’代換盤組成，第二步進(jìn)盤由各有10×0.44Ω的第II”代換盤組成，該進(jìn)盤兩把電刷相互連接，第三盤即雙滑線盤，兩根電阻絲阻值相同，同為0～4.84Ω，其示值刻度盤有11個(gè)大格，每格對(duì)應(yīng)阻值為0.44Ω，并有110個(gè)小格；二根滑線中一根作第III測(cè)量盤滑線另一根作第III’代換盤滑線，該盤二根滑線電阻上的電刷是從同一片金屬上沖下來的；第I’代換盤第20點(diǎn)連接17.6Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點(diǎn)連接，第II測(cè)量盤0點(diǎn)連接8.44Ω的一只電阻R2后與第I測(cè)量盤0點(diǎn)連接，該盤第20點(diǎn)連接第III測(cè)量盤未端，第III’代換滑線始端連接一只阻值為1015.16Ω電阻R3后與第I’代換盤0點(diǎn)連接；第I’代換盤電刷與100Ω電阻r1并聯(lián)在測(cè)量電路正極，電阻r1串聯(lián)900Ω電阻r2，連接點(diǎn)接雙刀雙擲開關(guān)K1-1×0.1量程觸點(diǎn)，電阻r2與第I測(cè)量電刷連接在單刀雙擲開關(guān)中×1量程觸點(diǎn)，單刀雙擲開關(guān)的常閉觸點(diǎn)連接在測(cè)量電路負(fù)極。
通過以上技術(shù)方案，二個(gè)步進(jìn)盤及一個(gè)滑線盤用于測(cè)量部分的測(cè)量盤是用導(dǎo)線連接的，接觸電阻及變差，不在測(cè)量回路內(nèi)，影響的只是電位差計(jì)工作回路總阻，由于總阻阻值很大，所以變差可以忽略，幾個(gè)μV的熱電勢(shì)影響的是電源電壓，電源電壓是伏，熱電勢(shì)是多少μV，兩者相差10的6次方數(shù)量級(jí)，因此影響可以忽略，退一步講，即使接觸電阻變差及熱電勢(shì)大到不可忽略程度，可通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)整RP2的阻值得到修正，零電勢(shì)可增大滑線盤與第I測(cè)量盤之間引線電阻來修正，正因?yàn)槿绱?，降低了?duì)開關(guān)的要求，采用小型測(cè)量步進(jìn)開關(guān)后，整臺(tái)儀器外型尺寸減小許多，使儀器的測(cè)量數(shù)據(jù)得到很好的重復(fù)性。由于量程轉(zhuǎn)換用電阻是一位數(shù)乘10的整數(shù)次冪，可用標(biāo)準(zhǔn)電阻對(duì)量程轉(zhuǎn)換用電阻阻值進(jìn)行修正，提高了電位差計(jì)量程比的準(zhǔn)確度。


附圖是本發(fā)明原理電路。
具體實(shí)施例方式
在圖中，由“Ux”正極經(jīng)過各個(gè)測(cè)量盤，再經(jīng)過切換開關(guān)K2到“Ux”負(fù)極是測(cè)量回路，由電源正極經(jīng)過測(cè)量步進(jìn)開關(guān)到調(diào)定電阻RN及溫度補(bǔ)償盤RP4，然后到電阻R0，可調(diào)電阻RP3、RP2及RP1后，回到電源負(fù)極是工作回路，從標(biāo)準(zhǔn)電池EN正極經(jīng)過切換開關(guān)K2，到調(diào)定電阻RN及溫度補(bǔ)償盤RP4，再到標(biāo)準(zhǔn)電池負(fù)極是標(biāo)準(zhǔn)回路。當(dāng)五只盤都擲“0”時(shí)，第一步進(jìn)盤兩把電刷間左邊電阻等于110Ω，右邊電阻等于1100Ω，第一步進(jìn)盤兩把電刷間總阻為100Ω，因此第一盤兩把電刷間總電流的10/11在左邊流動(dòng)，1/11在右邊流動(dòng)。
在×1量程時(shí)，第一步進(jìn)盤兩把電刷間總電阻被10倍于自身阻值電阻r1和電阻r2并聯(lián)，因此流過第一步進(jìn)盤兩把電刷間總電流為電位差計(jì)工作電流的10/11，流過電阻r1和電阻r2的電流為電位差計(jì)工作電流的1/11；在×0.1量程時(shí)，第一步進(jìn)盤兩把電刷間電阻串聯(lián)電阻r2后，以10倍于電阻r1的阻值與電阻r1并聯(lián)，使電阻r1上的電流為電位差計(jì)工作電流的10/11，第一步進(jìn)盤兩把電刷間的電流為電位差計(jì)工作電流的1/11，因此測(cè)量盤上電流減小到1/10，使量限降低到1/10。
2.75mA工作電流是這樣確定的，在“Ux”兩端的兩個(gè)測(cè)量端鈕按極性接上接近滿量程的標(biāo)準(zhǔn)電壓，開關(guān)K2擲向左邊，測(cè)量盤示值與標(biāo)準(zhǔn)電壓值相同，通過調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2，使檢流計(jì)指零，再將開關(guān)K2擲向右邊，取樣用調(diào)定電阻RN的阻值是370Ω，串聯(lián)了0～1Ω可調(diào)電阻RP3，調(diào)節(jié)RP3，使檢流計(jì)再次指零，再將開關(guān)K2擲向左邊，調(diào)節(jié)RP2使檢流計(jì)指零，又將開關(guān)K2擲向右邊調(diào)節(jié)RP3使檢流計(jì)指零，當(dāng)開關(guān)指向左邊及右邊不作調(diào)節(jié)檢流計(jì)均指零時(shí)，說明電位差計(jì)工作電流已標(biāo)準(zhǔn)化，即調(diào)定電阻上的壓降與不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN的電動(dòng)勢(shì)已經(jīng)相等，這時(shí)將RP3鎖定，該電位差計(jì)今后就以此為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后，在×1量程時(shí)第I測(cè)量盤擲n1，第II測(cè)量盤擲n2，第III測(cè)量盤擲n3.第IV測(cè)量盤擲n4，開關(guān)K2擲向左邊，這時(shí)位于測(cè)量的兩個(gè)端鈕間電壓為Ux＝25/11×0.44n2+25/11×(8+0.44)+25/11×4n1-2.5/11×(20-n1)×4-2.5/11×(10-n3)×0.44(mv)＝n2+200/11+1+100n1/11-200/11+10n1/11-1+0.1n3＝10n1+n2+0.1n3(mv)以上第III盤的阻值按大格計(jì)算，n3表示為一位整數(shù)加小數(shù)點(diǎn)后面有一位數(shù)字指一大格中的一小格，×1量程時(shí)小格示值單位為10μV，在×0.1量程時(shí)為1μV。
為了測(cè)量時(shí)方便，第III盤有一大格負(fù)電勢(shì)。
電路工作電源為1.5V，為了使電源工作電壓在1.4V-1.65V范圍內(nèi)可工作，取固定電阻R0等于47Ω，可調(diào)電阻PR1＝20×4.3Ω，PR2為0～5.1Ω范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
雙刀雙擲開關(guān)K1-2對(duì)電阻R4及電阻R5在不同量限進(jìn)行切換，目的是為了檢流計(jì)G在不同量程輸入阻抗進(jìn)行匹配。
權(quán)利要求
一種采用換位支路二量程轉(zhuǎn)換的直流電位差計(jì)，它有工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1、RP2、標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)取樣用調(diào)定電阻及測(cè)量電路串聯(lián)在電位差計(jì)電路中；其特征在于測(cè)量部份用兩只步進(jìn)盤一只雙滑線盤，第一步進(jìn)盤由各有20×4Ω第I測(cè)量盤及第I’代換盤組成，第二步進(jìn)盤由各有10×0.44Ω的第II”代換盤組成，該進(jìn)盤兩把電刷相互連接，第三盤即雙滑線盤，兩根電阻絲阻值相同，同為0～4.84Ω，其示值刻度盤有11個(gè)大格，每格對(duì)應(yīng)阻值為0.44Ω，并有110個(gè)小格；二根滑線中一根作第III測(cè)量盤滑線另一根作第III’代換盤滑線，該盤二根滑線電阻上的電刷是從同一片金屬上沖下來的；第I’代換盤第20點(diǎn)連接17.6Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點(diǎn)連接，第II測(cè)量盤0點(diǎn)連接8.44Ω的一只電阻R2后與第I測(cè)量盤0點(diǎn)連接，該盤第20點(diǎn)連接第III測(cè)量盤未端，第III’代換滑線始端連接一只阻值為1015.16Ω電阻R3后與第I’代換盤0點(diǎn)連接；第I’代換盤電刷與100Ω電阻r1并聯(lián)在測(cè)量電路正極，電阻r1串聯(lián)900Ω電阻r2，連接點(diǎn)接雙刀雙擲開關(guān)K1-1×0.1量程觸點(diǎn)，電阻r2與第I測(cè)量電刷連接在單刀雙擲開關(guān)中×1量程觸點(diǎn)，單刀雙擲開關(guān)的常閉觸點(diǎn)連接在測(cè)量電路負(fù)極。
全文摘要
一種用于直流電壓測(cè)量一種采用換位支路二量程轉(zhuǎn)換的直流電位差計(jì)，它用20×4Ω作第I測(cè)量盤，用10×0.44Ω作第II測(cè)量盤，0～4.84Ω的滑線盤作第III測(cè)量盤，除了不影響測(cè)量結(jié)果的“標(biāo)準(zhǔn)—未知”轉(zhuǎn)換開關(guān)外，電位差計(jì)兩個(gè)測(cè)量端鈕與三個(gè)測(cè)量盤之間是用導(dǎo)線直接連接的，測(cè)量步進(jìn)開關(guān)的接觸電阻，變差及熱電勢(shì)排除在測(cè)量結(jié)果之外，如零電勢(shì)大也可以大負(fù)電勢(shì)來進(jìn)行補(bǔ)償，電位差計(jì)采用100Ω與900Ω兩只電阻采用換位支路法進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)G01R17/20GK1793973SQ200510062280
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者駱乃光 申請(qǐng)人:駱乃光