專利名稱：便攜式電位差計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量直流電壓的儀器。
背景技術：
當前生產的電位差計，當測量盤有三個以上時，兩個測量端鈕間存在開關接觸電阻及變差，因此，即使工作電流小到0.1mA，開關的電刷及觸點不僅采用銀銅復合材料，接觸面積也做得挺大，來減小測量開關步進切換時變差帶來影響，這就使儀器體積變大，另外還存在開關的熱電勢與接觸可變熱電勢影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題是，當電位差計內用于測量部分有四個步進盤時，測量開關步進切換的接觸電阻及變差，開關熱電勢不影響測量結果。
本發(fā)明的技術方案是這樣的工作電流調節(jié)電阻RP1及RP2，用于降低電源電壓的固定電阻R0，對標準時取樣用調定電阻RN及測量步進開關上的電阻串聯在電位差計工作回路中，調定電阻上的電壓降與電位差計內附標準相等時，其工作電流等于5mA；其待征在于第一步進盤由各有20×2Ω的第I測量盤與第I′代換盤組成，第二步進盤由各有10×0.22Ω的第II測量盤與第II′代換盤組成，第三步進盤由9點與10點之間無電阻，這二個觸點斷開，其余觸點由電阻連接的9×0.44Ω的第III測量盤，有10×0.44Ω的第III′代換盤及不焊有電阻、10點獨立、其余觸點連接的第III″輔助盤組成，第四步進盤由同為10×0.044Ω電阻組成的第IV測量盤和第IV′代換盤及有10×0.022Ω電阻的第IV″輔助盤組成，除第一步進盤外，其余各盤測量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點通過連接第II′代換盤第10點，第II測量盤0點連接一只4.242電阻R1后與第I測量盤0點連接；第I′代換盤0點連接一只422Ω電阻R2后連接第IV″輔助盤0點，第IV″輔助盤第10點與第III″輔助盤第10觸點連接，第IV″輔助盤電刷連接第III″輔助盤除第10觸點以外所有觸點，第III′輔助盤電刷一路連接第III′代換盤0點，另一路連接3.96Ω電阻R3后與第IV′代換盤0點連接，第III測量盤第10點直接與第I測量盤第20點連接；第III測量盤第9點連接第IV測量盤0點，第IV測量盤第10點與第I測量盤第20點連接；第I′代換盤電刷連接電位差計測量部份正極，第I測量盤電刷連接在電位差計測量部份負極，測量盤兩個端鈕正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計切換開關K與第III測量盤0點連接。
通過以上技術方案，四個步進盤用于測量部分的測量盤是用導線連接的，接觸電阻及變差，不在測量回路內，影響的只是電位差計工作回路總阻，由于總阻阻值很大，所以變差可以忽略，幾個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次方數量級，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，可通過對標準來調整RP2的阻值得到修正，零電勢可以通過增大第IV測量盤與第I測量盤之間引線電阻來修正，排除了干擾因素使儀器測量數據得到很好的重復性。


附圖是本發(fā)明原理電路。
具體實施例方式
由“Ux”正極經過各個測量盤，再經過切換開關K到“Ux”負極是測量回路，由電源正極經過測量步進開關到調定電阻RN及RP3，然后到電阻R0，可調電阻RP2及RP1后，回到電源負極是工作回路，從標準電池EN正極經過切換開關K，到調定電阻RN及RP3，再到標準電池負極是標準回路。當四只盤都擲“0”時，第一步進盤兩把電刷間左邊電阻是46.442Ω，右邊電阻等于464.42Ω，因此第一盤兩把電刷間總電流的10/11在左邊流動，1/11在右邊流動。當第三盤擲第10點時，第四盤與第三盤并聯部份電阻相等，當第四盤擲不同示值時，電路阻值不變。當第三盤不擲在第10點時，第四盤擲不同示值，電路阻值在沒有第IV″輔助盤時阻值是變化的，第四盤每增加一個步進，電路阻值會減少每個步進電阻一半的阻值，為了保持電路總阻不變，在第IV″輔助盤中每個步進增加同樣阻值，當第三步進盤擲第10點時阻值最小，這時讓第IV″輔助盤電阻全部串入電路，使電路阻值不變。由于第二盤及第一盤均由阻值相同的測量盤及代換盤組成，所以四個盤無論擲何示值，電路總阻不變。
基本量程電位差計標準工作電流為0.5mA，第一步進盤兩把電刷間左邊電流5/11mA，右邊電流為0.5/11mA，右邊電流流過第III″輔助盤電刷后分成相等的兩個支路，當第三盤擲第10點時，流過第III測量盤及第IV測量盤的兩個支路是分開的，當第III測量盤不擲第10點時，流過第III測量盤支路電流全部流過第IV測量盤電阻，第IV測量盤10只電阻起到第III測量盤第10只電阻的作用，當第IV測量盤擲n4時，n4～10電阻上的電流雖然就是右邊電流，但可以看成是兩個支路電流疊加而成，因此計算時可以以分開計算；標準工作電流是這樣確定的，在“Ux”兩端的兩個測量端鈕按極性接上接近滿量程的標準電壓，開關K擲向左邊，測量盤示值與標準電壓值相同，通過調節(jié)工作電流調節(jié)電阻RP1及RP2，使檢流計指零，再將開關K擲向右邊，取樣用調定電阻RN的阻值是2037Ω，串聯了0～3Ω可調電阻RP3，調節(jié)RP3，使檢流計再次指零，再將開關K擲向左邊，調節(jié)RP2使檢流計指零，又將開關K擲向右邊調節(jié)RP3使檢流計指零，當開關指向左邊及右邊不作調節(jié)檢流計均指零時，說明電位差計工作電流已標準化，即調定電阻上的壓降與不飽和標準電池EN的電動勢已經相等，這時將RP3鎖定，該電位差計今后就以此為標準。當工作電流標準化后，第I測量盤擲n1，第II測量盤擲n2，第III測量盤擲n3.第IV測量盤擲n4，開關K擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為Ux＝5/11×0.22n2+5/11(4+0.22+0.022)+5/11×2n1-0.5/11×(20-n1)×2-0.5/22×(10-n4)×0.044-0.5/22×(10-n3)×0.44(mv)＝0.1n2+20/11+0.1+0.01+10n1/11-20/11+1n1/11-0.01+0.001n4-1+0.01n3(mv)
＝1n1+0.1n2+0.01n3+0.001n4(mv)電位差計工作電壓為1.5V，由于干電池每節(jié)穩(wěn)定電動勢在1.4V～1.65V之間，為實現電源電壓在1.4V～1.65V均能把電位差計工作電流調整到標準狀態(tài)，取固定電阻R0＝717Ω，可調電阻RP1＝20×25Ω，RP2為0～56Ω。
權利要求
一種便攜式電位差計，它有工作電流調節(jié)電阻RP1及RP2，用于降低電源電壓的固定電阻R0，對標準時取樣用調定電阻RN及測量步進開關上的電阻串聯在電位差計工作回路中，調定電阻上的電壓降與電位差計內附標準相等時，其工作電流等于5mA；其待征在于第一步進盤由各有20×2Ω的第I測量盤與第I′代換盤組成，第二步進盤由各有10×0.22Ω的第II測量盤與第II′代換盤組成，第三步進盤由9點與10點之間無電阻，這二個觸點斷開，其余觸點由電阻連接的9×0.44Ω的第III測量盤，有10×0.44Ω的第III′代換盤及不焊有電阻、10點獨立、其余觸點連接的第III″輔助盤組成，第四步進盤由同為10×0.044Ω電阻組成的第IV測量盤和第IV′代換盤及有10×0.022Ω電阻的第IV″輔助盤組成，除第一步進盤外，其余各盤測量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點通過連接第II′代換盤第10點，第II測量盤0點連接一只4.242電阻R1后與第I測量盤0點連接；第I′代換盤0點連接一只422Ω電阻R2后連接第IV″輔助盤0點，第IV″輔助盤第10點與第III″輔助盤第10觸點連接，第IV″輔助盤電刷連接第III″輔助盤除第10觸點以外所有觸點，第III′輔助盤電刷一路連接第III′代換盤0點，另一路連接3.96Ω電阻R3后與第IV′代換盤0點連接，第III測量盤第10點直接與第I測量盤第20點連接；第III測量盤第9點連接第IV測量盤0點，第IV測量盤第10點與第I測量盤第20點連接；第I′代換盤電刷連接電位差計測量部份正極，第I測量盤電刷連接在電位差計測量部份負極，測量盤兩個端鈕正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計切換開關K與第III測量盤0點連接。
全文摘要
一種用于直流電壓測量的便攜式電位差計，它有20×2Ω、10×0.22Ω、9×0.44Ω、10×0.044Ω，四個測量盤組成，所有測量用電阻直接用導線連接，將測量步進開關的接觸電阻及變差排除在測量結果之外，最小分辨率為1μV。
文檔編號G01R17/00GK1818679SQ20051006237
公開日2006年8月16日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者駱乃光 申請人:駱乃光