專利名稱：一種采用分流支路的三量程電位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量直流電壓的儀器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前生產(chǎn)的電位差計(jì)，當(dāng)測量盤有三個(gè)以上時(shí)，兩個(gè)測量端鈕間存在開關(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)的熱電勢與接觸可變熱電勢影響。

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)用于測量部分的有二個(gè)步進(jìn)開關(guān)及一個(gè)滑線盤時(shí)，測量開關(guān)步進(jìn)切換的接觸電阻及變差，開關(guān)熱電勢不影響測量結(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、降低電源電壓固定電阻R0標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)取樣用調(diào)定電阻及測量電路串聯(lián)在電位差計(jì)電路中；其特征在于測量部份用兩只步進(jìn)盤一只雙滑線盤，第一步進(jìn)盤由各有20×10Ω第I測量盤及第I’代換盤組成，第二步進(jìn)盤出各有10×1.1Ω的第I測量盤及第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0～12.1Ω，其示值刻度盤有11個(gè)大格，每格對(duì)應(yīng)阻值為1.1Ω，并有110個(gè)小格；二根滑線中一根作第III測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64.9Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點(diǎn)連接，第II測量盤0點(diǎn)連接21.1Ω的一只電阻R2后與第I測量盤0點(diǎn)連接，該盤第20點(diǎn)連接第III測量盤未端，第III’代換滑線始端連接一只阻值為2757.9Ω電阻R3后與第I’代換盤0點(diǎn)連接；第I′代換盤電刷與30Ω電阻r1并聯(lián)在電位差計(jì)測量部份正極，電阻r1的另一端連接四刀三擲開關(guān)K1-1的×1量程及×0.1量程觸點(diǎn)，K1-2的×1量程觸點(diǎn)與K1-1的×10量程觸點(diǎn)連接，K1-2的×0.1量程觸點(diǎn)通過2700Ω電阻r2及第I測量盤電刷與K1-1的×10量程觸點(diǎn)連接，四刀三擲開關(guān)K1-3×10量程觸點(diǎn)連接在測量電阻網(wǎng)絡(luò)的負(fù)極，該觸點(diǎn)通過243電阻r3與K1-3的×1量程觸點(diǎn)連接，又通過240.3電阻r4與K1-3的×0.1量程觸點(diǎn)連接；四刀三擲開關(guān)K1-1、K1-2、K1-3的三個(gè)常閉觸點(diǎn)短接；測量盤兩個(gè)端鈕正極與第II測量盤第10點(diǎn)連接，負(fù)極通過檢流計(jì)切換開關(guān)K2與第III測量盤0點(diǎn)連接。
通過以上技術(shù)方案，二個(gè)步進(jìn)盤及一個(gè)滑線盤用于測量部分的測量盤是用導(dǎo)線連接的，接觸電阻及變差，不在測量回路內(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的熱電勢影響的是電源電壓，電源電壓是伏，熱電勢是多少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，零電勢可增大滑線盤與第I測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)測量盤，再經(jīng)過切換開關(guān)K2到“Ux”負(fù)極是測量回路，由電源正極經(jīng)過測量步進(jìn)開關(guān)到調(diào)定電阻RN可調(diào)電阻RP3，然后到電阻R0，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及可調(diào)電阻RP3，再到標(biāo)準(zhǔn)電池負(fù)極是標(biāo)準(zhǔn)回路。當(dāng)三只盤都擲“0”時(shí)，第一步進(jìn)盤兩把電刷間左邊電阻等于297Ω，右邊電阻等于2970Ω，第一步進(jìn)盤兩把電刷間總阻為270Ω，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)，由于是第一步進(jìn)盤兩把電刷間總阻1/9的分流電阻r1的分流，使流過測量盤的電流減小到原來的1/10，同時(shí)使電阻減少，因此在電路中串入電阻r3，使電路總阻不變。在×0.1量程時(shí)，第一盤兩把電刷間總阻串聯(lián)電阻r2后，成為分流電阻r1的99倍，使流過測量盤電流降低到×10量程時(shí)的1/100，該量程阻值的減少用附加電阻r4來保持電阻不變。
1mA工作電流是這樣確定的，在“Ux”’兩端的兩個(gè)測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1018Ω，串聯(lián)了0～2Ω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測量盤擲n1，第II測量盤擲n2，第III測量盤擲n3，開關(guān)K2擲向左邊，這時(shí)位于測量的兩個(gè)端鈕間電壓為Ux＝10/11×1.1n2+10/11×(20+1.1)+10/11×10n1-1/11×(20-n1)×10-1/11×(10-n3)×1.1(mv)＝n2+200/11+1+100n1/11-200/11+10n1/11-1+0.1n3(mv)＝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，×10量程時(shí)小格示值單位為10μV，在×1量程時(shí)每小格為1μV，在×0.1量程時(shí)為0.1μV。
為了測量時(shí)方便，第III盤有一大格負(fù)電勢。
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110Ω，可調(diào)電阻RP1＝12Ω，RP2為0～2Ω范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
四刀三擲開關(guān)K1-4對(duì)×10、×1量程進(jìn)行輸入信號(hào)的衰減，在×0.1量程全部信號(hào)進(jìn)入放大器，在×1量程輸入信號(hào)為全部信號(hào)的(R6+R7)/(R5+R6+R7)，在×10量程時(shí)，輸入信號(hào)為全部信號(hào)的R7/(R5+R6+R7)放大器輸入端正反連接的二極管D1和D2用于輸入保護(hù)，兩塊集成放大器OPA128進(jìn)行差動(dòng)輸入差動(dòng)輸出，反饋電阻R8與R9要相等，這里取1MΩ，電阻R10取200Ω，放大后信號(hào)用電流表G顯示，電阻R4用于標(biāo)準(zhǔn)回路限流。
權(quán)利要求
一種采用分流支路的二量程電位差計(jì)，它有工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1、RP2、降低電源電壓固定電阻R0標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)取樣用調(diào)定電阻及測量電路串聯(lián)在電位差計(jì)電路中；其特征在于測量部份用兩只步進(jìn)盤一只雙滑線盤，第一步進(jìn)盤由各有20×10Ω第I測量盤及第I’代換盤組成，第二步進(jìn)盤由各有10×1.1Ω的第I測量盤及第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0～12.1Ω，其示值刻度盤有11個(gè)大格，每格對(duì)應(yīng)阻值為1.1Ω，并有110個(gè)小格；二根滑線中一根作第III測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64.9Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點(diǎn)連接，第II測量盤0點(diǎn)連接21.1Ω的一只電阻R2后與第I測量盤0點(diǎn)連接，該盤第20點(diǎn)連接第III測量盤未端，第III’代換滑線始端連接一只阻值為2757.9Ω電阻R3后與第I’代換盤0點(diǎn)連接；第I′代換盤電刷與30Ω電阻r1并聯(lián)在電位差計(jì)測量部份正極，電阻r1的另一端連接四刀三擲開關(guān)K1-1的×1量程及×0.1量程觸點(diǎn)，K1-2的×1量程觸點(diǎn)與K1-1的×10量程觸點(diǎn)連接，K1-2的×0.1量程觸點(diǎn)通過2700Ω電阻r2及第I測量盤電刷與K1-1的×10量程觸點(diǎn)連接，四刀三擲開關(guān)K1-3×10量程觸點(diǎn)連接在測量電阻網(wǎng)絡(luò)的負(fù)極，該觸點(diǎn)通過243電阻r3與K1-3的×1量程觸點(diǎn)連接，又通過240.3電阻r4與K1-3的×0.1量程觸點(diǎn)連接；四刀三擲開關(guān)K1-1、K1-2、K1-3的三個(gè)常閉觸點(diǎn)短接；測量盤兩個(gè)端鈕正極與第II測量盤第10點(diǎn)連接，負(fù)極通過檢流計(jì)切換開關(guān)K2與第III測量盤0點(diǎn)連接。
全文摘要
一種用于直流電壓測量一種采用分流支路的三量程電位差計(jì)，它用20×10Ω作第I測量盤，用10×1.1Ω作第II測量盤，0～12.1Ω的滑線盤作第III測量盤，采用一只30Ω電阻對(duì)×1、×0.1量程進(jìn)行分流，除了不影響測量結(jié)果的“標(biāo)準(zhǔn)—未知”轉(zhuǎn)換開關(guān)外，電位差計(jì)兩個(gè)測量端鈕與三個(gè)測量盤之間是用導(dǎo)線直接連接的，測量步進(jìn)開關(guān)的接觸電阻，變差及熱電勢排除在測量結(jié)果之外，因此能使電位差計(jì)分辨率達(dá)0.1μV如零電勢大也可以增大負(fù)電勢來進(jìn)行補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G01R17/00GK1793981SQ200510062288
公開日2006年6月28日 申請日期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 申請人:駱乃光