專利名稱：三量程電位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)直流電壓進(jìn)行測(cè)量的儀器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前對(duì)于有四個(gè)測(cè)量盤的電位差計(jì)，在四個(gè)測(cè)量盤之間的連接上，中間盤普遍采用開關(guān)切換，這樣就產(chǎn)生接觸電阻的變差，給分辨率帶來(lái)限制。為了克服該問題，一般采用大電刷以增大接觸面積，并采用銀-銅復(fù)合材料；申請(qǐng)?zhí)?00510062273.X公開了有四個(gè)測(cè)量盤的電位差計(jì)解決開關(guān)接觸電阻變差的新方法，它的第一、第二步進(jìn)盤各有測(cè)量盤與代換盤組成，測(cè)量盤與代換盤上的電阻阻值相同，測(cè)量盤每增加一個(gè)電阻，代換盤就減小相同電阻，它的第三、第四步進(jìn)盤各有測(cè)量盤、代換盤與輔助盤組成，由于第三步進(jìn)盤不置在10時(shí)，第四步進(jìn)盤置不同示值時(shí)電路總阻是變化的，第三步進(jìn)盤置在10時(shí)，第四步進(jìn)盤置不同示值時(shí)電路總阻不變，為此第三步進(jìn)盤除有測(cè)量盤、代換盤外，增加了輔助盤來(lái)區(qū)別步進(jìn)盤置10及不置10兩種情況的電路連接，第四步進(jìn)盤也增加了輔助盤，上面有10只電阻來(lái)分別接入或切出若干個(gè)電阻使電路總阻不變。四個(gè)測(cè)量盤連接在兩個(gè)測(cè)量端鈕間，使步進(jìn)盤開關(guān)上的電刷排除在測(cè)量回路之外，四個(gè)測(cè)量盤上的電阻之間不存在開關(guān)切換，也就不產(chǎn)生變差；由于電位差計(jì)步進(jìn)盤開關(guān)每個(gè)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)15°角，每層可分布24個(gè)觸點(diǎn)，第一步進(jìn)盤的測(cè)量盤與代換盤是21個(gè)觸點(diǎn)，需內(nèi)外兩層，每層都有電阻，內(nèi)層電阻超差對(duì)維修帶來(lái)不便，第四步進(jìn)盤的測(cè)量盤、代換盤與輔助盤各半層，步進(jìn)盤開關(guān)也需內(nèi)外兩層，內(nèi)層也有電阻，維修也不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種三量程電位差計(jì)，在四個(gè)測(cè)量盤的連接上不通過開關(guān)切換，第一步進(jìn)盤取消代換盤，且使四個(gè)步進(jìn)盤上的電阻都能裝在開關(guān)外層，開關(guān)內(nèi)層沒有電阻。
本發(fā)明的技術(shù)方案這樣采取從電位差計(jì)3V工作電源的正極經(jīng)過由四個(gè)步進(jìn)盤上的電阻及量程轉(zhuǎn)換電阻和量程轉(zhuǎn)換開關(guān)組成的電阻測(cè)量網(wǎng)絡(luò)到463Ω的調(diào)定電阻RN及0～1Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP3，再到60Ω電阻R0，經(jīng)過10×23Ω可調(diào)電阻RP1及0～25Ω可調(diào)電阻RP2回到工作電源的負(fù)極組成電位差計(jì)工作回路；標(biāo)準(zhǔn)電池EN正極經(jīng)過兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K2到調(diào)定電阻RN及可鎖定的可調(diào)電阻RP3，再經(jīng)過75K Ω限流電阻R到標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù)極組成電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)回路；用于連接被測(cè)量的“UX”兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過四個(gè)測(cè)量盤電阻網(wǎng)絡(luò)后，再經(jīng)過兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K2到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)補(bǔ)償回路；第一步進(jìn)盤有測(cè)量盤I，它有0、1、2……22共23個(gè)檔位，除0、1觸點(diǎn)間直接連接外，其余各檔觸點(diǎn)間連接10Ω電阻一只，另有輔助盤I’及輔助盤I”，輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷用導(dǎo)線連接，連接點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，輔助盤I’及輔助盤I”的0觸點(diǎn)孤立，其余所有觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接；第二步進(jìn)盤由測(cè)量盤II與輔助盤II′組成，測(cè)量盤II有0、1、2、……10共11個(gè)檔位，上面有11個(gè)11Ω的電阻，第1個(gè)電阻R1一端焊接第2個(gè)電阻R2一端，電阻R2另一端焊接第3個(gè)電阻R3一端……依次焊接，第10個(gè)電阻R10另一端與第11個(gè)電阻R11的一端連接點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)C，第11個(gè)電阻R11另一端與第1個(gè)電阻R1的另一端連接于第三步進(jìn)盤中測(cè)量盤的0點(diǎn)，第三步進(jìn)盤中測(cè)量盤的0點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)D，電阻R1與電阻R2的連接點(diǎn)經(jīng)過20Ω電阻與第1觸點(diǎn)連接，電阻R2與電阻R3的連接點(diǎn)經(jīng)過12Ω電阻與第2觸點(diǎn)連接，電阻R3與電阻R4的連接點(diǎn)經(jīng)過6Ω電阻與第3觸點(diǎn)連接，電阻R4與電阻R5的連接點(diǎn)經(jīng)過2Ω電阻與第4觸點(diǎn)連接，電阻R5與電阻R6的連接點(diǎn)與第5觸點(diǎn)連接，電阻R6與電阻R7的連接點(diǎn)與第6觸點(diǎn)連接，電阻R7與電阻R8的連接點(diǎn)經(jīng)過2Ω電阻與第7觸點(diǎn)連接，電阻R8與電阻R9的連接點(diǎn)經(jīng)過6Ω電阻與第8觸點(diǎn)連接，電阻R9與電阻R10的連接點(diǎn)經(jīng)過12Ω電阻與第9觸點(diǎn)連接，電阻R10與電阻R11的連接點(diǎn)經(jīng)過20Ω電阻與第10觸點(diǎn)連接，電阻R1與電阻R11連接的節(jié)點(diǎn)D點(diǎn)經(jīng)過30Ω電阻與0觸點(diǎn)連接，第二步進(jìn)盤的輔助盤II′上是10×0.5Ω的電阻；第三步進(jìn)盤由同是10×1Ω的測(cè)量盤III與代換盤III’組成，測(cè)量盤III的電刷與代換盤III’的電刷用導(dǎo)線連接；第四步進(jìn)盤只有測(cè)量盤IV，它各個(gè)觸點(diǎn)與測(cè)量盤III上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)連接，測(cè)量盤III上的電阻與測(cè)量盤IV公用；輔助盤II′第10觸點(diǎn)與80Ω電阻R19的一端并聯(lián)于節(jié)點(diǎn)A，節(jié)點(diǎn)A連接電位差計(jì)工作電源的正極，輔助盤II′的0觸點(diǎn)連接輔助盤I”的0觸點(diǎn)，輔助盤II′的電刷連接輔助盤I”除0觸點(diǎn)外的其它觸點(diǎn)，測(cè)量盤II的電刷經(jīng)過190Ω電阻R12后連接輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷連接的節(jié)點(diǎn)B，輔助盤I’除0觸點(diǎn)外的其他觸點(diǎn)連接測(cè)量盤I第22觸點(diǎn)，測(cè)量盤I第0、1觸點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)C連接，輔助盤I’的0觸點(diǎn)經(jīng)過220Ω電阻后與節(jié)點(diǎn)D連接，測(cè)量盤IV的電刷串聯(lián)100kΩ電阻R15后與184.725Ω電阻R16的一端連接點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)E，代換盤III’的第10點(diǎn)串聯(lián)9995Ω電阻R14后連接節(jié)點(diǎn)E，529.392Ω電阻R13一端連接節(jié)點(diǎn)D、另一端連接節(jié)點(diǎn)E，184.725Ω電阻R16的另一端及7200Ω電阻R17的一端連接于量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)，7200Ω電阻R17的另一端及720Ω電阻R18的一端連接于量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×1量程觸點(diǎn)，720Ω電阻R18的另一端與80Ω電阻R19的另一端連接后經(jīng)過648Ω電阻R20與量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×0.1量程觸點(diǎn)連接，量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的常閉觸點(diǎn)連接調(diào)定電阻RN高電位一端；用于連接被測(cè)量的“UX”兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極與測(cè)量盤I電刷連接，負(fù)極經(jīng)過雙刀雙擲開關(guān)K2后與測(cè)量盤III的第10點(diǎn)連接。
通過以上技術(shù)方案，第一步進(jìn)盤不用代換盤，兩層輔助盤上都沒有電阻，可以裝在開關(guān)里層，測(cè)量盤I裝在開關(guān)外層；第二步進(jìn)盤不用代換盤，開關(guān)每個(gè)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)15°角，第二步進(jìn)盤的輔助盤II′及測(cè)量盤II各11個(gè)觸點(diǎn)分布在開關(guān)的同一層，電阻裝在開關(guān)外層，第三、第四步進(jìn)盤都沒有輔助盤，電阻可裝在開關(guān)外層，電阻超差時(shí)卸下裝上容易，這給調(diào)試與維修帶來(lái)方便；這使電位差計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積縮小，也降低了生產(chǎn)成本；在電位差計(jì)內(nèi)部補(bǔ)償回路與工作回路共有部份的線路上沒有開關(guān)，所以不存在變差影響，當(dāng)電位差計(jì)四個(gè)測(cè)量盤置“0”時(shí)，電位差計(jì)的零電勢(shì)是D點(diǎn)的零電位，在補(bǔ)償回路中，不存在工作電流流過引線電阻，所以本電位差計(jì)零電勢(shì)很小，由于在電位差計(jì)內(nèi)部補(bǔ)償回路與工作回路共有部份的線路上沒有開關(guān)切換，所以本電位差計(jì)熱電勢(shì)及可變熱電勢(shì)也很小。因此，在×0.1量程，分辨率達(dá)0.1μV時(shí)，用本電位差計(jì)測(cè)量也能得到很好的重復(fù)性。


附圖是本發(fā)明原理電路。
具體實(shí)施例方式
圖中，測(cè)量盤II在節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D之間是十一只11Ω首尾相連的電阻環(huán)，當(dāng)測(cè)量盤II置“5”或置“6”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)D之間是5只11Ω電阻與6只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值最大為30Ω，測(cè)量盤II的其它觸點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)D之間的阻值都要連接到30Ω，第5、6觸點(diǎn)與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)直接連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“4”或置“7”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)D之間是4只11Ω電阻與7只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為28Ω，所以4、7觸點(diǎn)經(jīng)過2Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“3”或置“8”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)D之間是3只11Ω電阻與8只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為24Ω，所以3、8觸點(diǎn)經(jīng)過6Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“2”或置“9”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)D之間是2只11Ω電阻與9只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為18Ω，所以2、9觸點(diǎn)經(jīng)過12Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“1”或置“10”時(shí)，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)D之間是1只11Ω電阻與10只11Ω電阻并聯(lián)，并聯(lián)后阻值為10Ω，所以1、10觸點(diǎn)經(jīng)過20Ω電阻與電阻環(huán)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測(cè)量盤II置“0”，測(cè)量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)D之間是30Ω電阻連接。
第一步進(jìn)盤置“0”、第二步進(jìn)盤置“n”(n＝0，1，2，3……10)時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間的電阻值是兩個(gè)同是220Ω的電阻并聯(lián)，因此是110Ω。
第一步進(jìn)盤置“n”(n＝0，1，2，3……22)、第二步進(jìn)盤置“0”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間的電阻值也是兩個(gè)220Ω的電阻并聯(lián)，因此阻值也是110Ω。
當(dāng)?shù)谝弧⒌诙竭M(jìn)盤都不置“0”時(shí)，除第二步進(jìn)盤置“10”外，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間的電阻值的計(jì)算需要進(jìn)行三角形—星形變換。
第二步進(jìn)盤置“1”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值的計(jì)算設(shè)電阻(R2+R3+…+R9+R10)與電阻R11兩邊阻值等效于電阻r1，電阻R11與電阻R1兩邊阻值等效于電阻r1’電阻(R2+R3+…+R9+R10)與電阻R1兩邊阻值等效于電阻r1”，等效于電阻r1、r1’、r1”交點(diǎn)為Q1則r1＝(R2+R3+…+R9+R10)×R11/(R1+R2+…+R10+R11)＝9×11×11/11×11Ω＝9Ωr1’＝R1×R11/(R1+R2+…+R10+R11)＝11×11/11×11Ω＝1Ωr1”＝(R2+R3+…+R9+R10)×R1/(R1+R2+…+R10+R11)＝9×11×11/11×11Ω＝9Ω節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值等于(210Ω+r1)×(190Ω+20Ω+r1”)/2×219Ω+r1’＝219Ω/2+1Ω＝109.5Ω+1Ω＝110.5Ω第二步進(jìn)盤置“2”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值的計(jì)算設(shè)電阻(R3+R4+…+R9+R10)與電阻R11兩邊阻值等效于電阻r2，電阻R11與電阻(R1+R2)兩邊阻值等效于電阻r2’電阻(R3+R4+…+R9+R10)與電阻(R1+R2)兩邊阻值等效于電阻r2”，等效于電阻r2、r2’、r2”交點(diǎn)為Q2則r2＝8Ωr2’＝2Ωr2”＝16Ω節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值等于(210Ω+r2)×(190Ω+12Ω+r2”)/2×218Ω+r2’＝218Ω/2+2Ω＝109Ω+2Ω＝111Ω。
同理，第二步進(jìn)盤置“3”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值是111.5Ω，第二步進(jìn)盤置“4”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值是112Ω，第二步進(jìn)盤置“5”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值是112.5Ω，……第二步進(jìn)盤置“10”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間電阻值是115Ω。由于測(cè)量盤II每步進(jìn)增加0.5Ω，因此輔助盤II′每步進(jìn)減少0.5Ω，使電路總阻不變。
當(dāng)?shù)谝换虻诙竭M(jìn)盤置“0”時(shí)，節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D之間的電阻值是110Ω，輔助盤II′的10×0.5Ω電阻全部進(jìn)入電路，保持節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)D之間的阻值是115Ω。
第三、第四步進(jìn)盤置不同示值時(shí)，節(jié)點(diǎn)D與節(jié)點(diǎn)E間的阻值在500.2728Ω～500.2780Ω之間變化，節(jié)點(diǎn)E連接184.725Ω電阻R16后，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D到開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)間的電阻值是800Ω，0.005Ω的阻值變化，對(duì)800Ω的相對(duì)變化約是百萬(wàn)分之七，影響可以忽略。
在×10量程時(shí)，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D到開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)間的電阻值是800Ω，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過電阻R19、R18、R17到開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)間的電阻值是8000Ω，因此從節(jié)點(diǎn)A到開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)間的并聯(lián)電阻值是8000/11Ω；在×1量程時(shí)，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D及電阻R17到開關(guān)K1的×1量程觸點(diǎn)間的電阻值是8000Ω，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過電阻R19、R18、到開關(guān)K1的×1量程觸點(diǎn)間的電阻值是800Ω，因此從節(jié)點(diǎn)A到開關(guān)K1的×1量程觸點(diǎn)間的并聯(lián)電阻值也是8000/11Ω，只有在×0.1量程時(shí)，并聯(lián)會(huì)減小阻值，并聯(lián)減小的阻值通過串聯(lián)648Ω電阻R20來(lái)保持電路阻值不變。
在×10量程，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D到開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)間的電阻值是800Ω，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過電阻R19、R18、R17到開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)間的電阻值是8000Ω，電位差計(jì)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)的電流是2.2mA，2mA電流從輔助盤II′的第10點(diǎn)流過節(jié)點(diǎn)B到量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)，0.2mA流過電阻R19、電阻R18、電阻R17到量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)B經(jīng)過測(cè)量盤I到等效電阻rn、rn’、rn”的交點(diǎn)Qn(n＝1、2、3…9)的電阻值與節(jié)點(diǎn)B經(jīng)過190Ω電阻R12到等效電阻交點(diǎn)Qn的電阻值相等，所以流過測(cè)量盤I與流過190Ω電阻R12的電流各為1mA；測(cè)量盤II置“10”時(shí)，190Ω電阻R12加20Ω電阻到節(jié)點(diǎn)C的電阻值與測(cè)量盤I的電阻值等于210Ω，所以流過測(cè)量盤I與流過190Ω電阻R12的電流也各為1mA。
在不考慮測(cè)量盤I時(shí)，對(duì)于測(cè)量盤II在節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D之間的十一只11Ω首尾相連的電阻環(huán)而言，測(cè)量盤II置“1”時(shí)電阻R1與10只阻值同為11Ω電阻并聯(lián)，流過電阻R11的電流為1/11mA，節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D之間的電壓UCD＝1/11×11mV＝1mV；測(cè)量盤II置“2”時(shí)電阻(R1+R2)與9只阻值同為11Ω電阻并聯(lián)，流過電阻R11的電流為2/11mA，節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D之間的電壓UCD＝2/11×11mV＝2mV；同理，測(cè)量盤II置“n”時(shí)(n＝1、2、3…10)電阻節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D之間的電壓UCD＝n mV；測(cè)量盤II置“0”時(shí)，電流不經(jīng)過電阻R11，UCD＝0mV。
當(dāng)測(cè)量盤I不置“0”時(shí)，流過測(cè)量盤I的電流在節(jié)點(diǎn)C、D之間的10mV電壓疊加在測(cè)量盤II上，代替0、1觸點(diǎn)間的電阻。當(dāng)測(cè)量盤I置“0”時(shí)，電流不經(jīng)過電阻R11，UCD＝0 mV。
電位差計(jì)2mA工作電流經(jīng)過第一、第二步進(jìn)盤到節(jié)點(diǎn)D后分成三路一路經(jīng)過測(cè)量盤IV，另一路經(jīng)過代換盤III’，再一路經(jīng)過529.392Ω電阻R13，三路電流匯合于節(jié)點(diǎn)E。第三、第四步進(jìn)盤置不同示值時(shí)節(jié)點(diǎn)D與節(jié)點(diǎn)E之間阻值是變化的，第三、第四步進(jìn)盤置“0”示值時(shí)節(jié)點(diǎn)D與節(jié)點(diǎn)E之間阻值最小，第三、第四步進(jìn)盤置“10”示值時(shí)節(jié)點(diǎn)D與節(jié)點(diǎn)E之間阻值最大，為此取中間值，當(dāng)?shù)谌?、第四步進(jìn)盤置“5”示值時(shí)節(jié)點(diǎn)D與節(jié)點(diǎn)E之間阻值在沒有電阻R13并聯(lián)時(shí)是(105÷11+5)Ω，為了使流過第三、第四步進(jìn)盤的總電流是0.11mA，用529.392Ω電阻R13分流1.89mA的電流；第三、第四步進(jìn)盤置“0”示值時(shí)，流過第三、第四步進(jìn)盤的總電流是0.11001mA，第三、第四步進(jìn)盤置“10”示值時(shí)，流過第三、第四步進(jìn)盤的總電流是0.10999mA，誤差為萬(wàn)分之一，影響可以忽略；流過電阻R14與電阻R15的電流比準(zhǔn)確值是10，在第三、第四步進(jìn)盤置“0”示值時(shí)，流過電阻R14與電阻R15的電流比值是9.995，在第三、第四步進(jìn)盤置“10”示值時(shí)，流過電阻R14與電阻R15的電流比值是10.005，誤差為萬(wàn)分之五，由于是最后兩盤，影響也可以忽略。
工作電流標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，第一步進(jìn)盤置n1、第二步進(jìn)盤置n2、第三步進(jìn)盤置n3、第四步進(jìn)盤置n4，這時(shí)“Ux”兩個(gè)測(cè)量端鈕間電壓為Ux＝1×10n1+1×n2/11×11+0.1×n3+0.01×n4(mV)＝10n1+n2+0.1n3+0.01n4(mV)在×1量程時(shí)，從節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D到開關(guān)K1的×1量程觸點(diǎn)間是800Ω電阻與7200Ω電阻R17串聯(lián)成8000Ω后跟800Ω的電阻R19與電阻R18之和并聯(lián)，因此流過輔助盤II′的電流是0.2mA，流過電阻R19與電阻R18的電流是2mA，這時(shí)第一步進(jìn)盤置n1、第二步進(jìn)盤置n2、第三步進(jìn)盤置n3、第四步進(jìn)盤置n4，“Ux”兩個(gè)測(cè)量端鈕間電壓為Ux＝0.1×10n1+0.1×n2/11×11+0.01×n3+0.001×n4(mV)＝1n1+0.1n2+0.01n3+0.001n4(mV)×0.1量程時(shí)，節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D到開關(guān)K1的×0.1量程觸點(diǎn)間是800Ω電阻與7200Ω電阻R17、720Ω的電阻R18串聯(lián)成8720Ω后跟80Ω的電阻R19并聯(lián)，兩條支路阻值比為109倍，流過電阻R19的電流與流過節(jié)點(diǎn)D的電流比也為109倍，因此2.18mA電流流過電阻R19，0.02mA電流流過輔助盤II′的第10點(diǎn)經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B到節(jié)點(diǎn)E，當(dāng)?shù)谝徊竭M(jìn)盤置n1、第二步進(jìn)盤置n2、第三盤置n3，第四步進(jìn)盤置n4，這時(shí)“Ux”兩個(gè)測(cè)量端鈕間電壓為Ux＝0.01×10n1+0.01×n2/11×11+0.001×n3+0.0001×n4(mV)＝0.1n1+0.01n2+0.001n3+0.0001n4(mV)這時(shí)分辨率達(dá)0.1μV。
由于標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)是離散的，在1.0188V～1.0196V之間，標(biāo)準(zhǔn)化的工作電流為2.2mA，因此調(diào)定電阻RN取463Ω，外加0～1Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP3，可以覆蓋標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)的變化范圍。
節(jié)點(diǎn)A到量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的常閉觸點(diǎn)間二個(gè)量程的阻值都是8000/11Ω，463Ω的調(diào)定電阻RN與0～1Ω可調(diào)電阻RP3和是464Ω，加上60Ω電阻R0，共計(jì)1251Ω，承擔(dān)約2.75V電壓；電位差計(jì)采用兩組干電池供電，干電池新的時(shí)候電動(dòng)勢(shì)約為1.65V，用舊到1.35V以下時(shí)，電流不穩(wěn)，為了使干電池在新、舊情況下都能使電位差計(jì)的工作電流調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)化，為此，取可調(diào)電阻RP1為10×23Ω、可調(diào)電阻Rp2為0～25Ω，干電池電壓使用范圍在2.75V～3.31V之間。
電位差計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)電流是這樣獲得把200mV標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電壓按極性與電位差計(jì)“Ux”兩個(gè)測(cè)量端鈕連接，電位差計(jì)各步進(jìn)盤總示值與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電壓值相同，雙刀雙擲開關(guān)K2擲向左邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1及可調(diào)電阻RP2，使檢流計(jì)G指零；再將雙刀雙擲開關(guān)K2擲向右邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP3，使檢流計(jì)G指零，再重復(fù)一次后，把可調(diào)電阻RP3鎖定，這時(shí)電位差計(jì)的工作電流就標(biāo)準(zhǔn)化。
權(quán)利要求
一種三量程電位差計(jì)，從電位差計(jì)3V工作電源的正極經(jīng)過由四個(gè)步進(jìn)盤上的電阻及量程轉(zhuǎn)換電阻和量程轉(zhuǎn)換開關(guān)組成的電阻測(cè)量網(wǎng)絡(luò)到463Ω的調(diào)定電阻RN及0～1Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP3，再到60Ω電阻R0，經(jīng)過10×23Ω可調(diào)電阻RP1及0～25Ω可調(diào)電阻RP2回到工作電源的負(fù)極組成電位差計(jì)工作回路；標(biāo)準(zhǔn)電池EN正極經(jīng)過兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K2到調(diào)定電阻RN及可鎖定的可調(diào)電阻RP3，再經(jīng)過75KΩ限流電阻R到標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù)極組成電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)回路；用于連接被測(cè)量的“UX”兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過四個(gè)測(cè)量盤電阻網(wǎng)絡(luò)后，再經(jīng)過兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K2到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)補(bǔ)償回路；其特征在于第一步進(jìn)盤有測(cè)量盤I，它有0、1、2……22共23個(gè)檔位，除0、1觸點(diǎn)間直接連接外，其余各檔觸點(diǎn)間連接10Ω電阻一只，另有輔助盤I’及輔助盤I”，輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷用導(dǎo)線連接，連接點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，輔助盤I’及輔助盤I”的0觸點(diǎn)孤立，其余所有觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接；第二步進(jìn)盤由測(cè)量盤II與輔助盤II′組成，測(cè)量盤II有0、1、2、……10共11個(gè)檔位，上面有11個(gè)11Ω的電阻，第1個(gè)電阻R1一端焊接第2個(gè)電阻R2一端，電阻R2另一端焊接第3個(gè)電阻R3一端……依次焊接，第10個(gè)電阻R10另一端與第11個(gè)電阻R11的一端連接點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)C，第11個(gè)電阻R11另一端與第1個(gè)電阻R1的另一端連接于第三步進(jìn)盤中測(cè)量盤的0點(diǎn)，第三步進(jìn)盤中測(cè)量盤的0點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)D，電阻R1與電阻R2的連接點(diǎn)經(jīng)過20Ω電阻與第1觸點(diǎn)連接，電阻R2與電阻R3的連接點(diǎn)經(jīng)過12Ω電阻與第2觸點(diǎn)連接，電阻R3與電阻R4的連接點(diǎn)經(jīng)過6Ω電阻與第3觸點(diǎn)連接，電阻R4與電阻R5的連接點(diǎn)經(jīng)過2Ω電阻與第4觸點(diǎn)連接，電阻R5與電阻R6的連接點(diǎn)與第5觸點(diǎn)連接，電阻R6與電阻R7的連接點(diǎn)與第6觸點(diǎn)連接，電阻R7與電阻R8的連接點(diǎn)經(jīng)過2Ω電阻與第7觸點(diǎn)連接，電阻R8與電阻R9的連接點(diǎn)經(jīng)過6Ω電阻與第8觸點(diǎn)連接，電阻R9與電阻R10的連接點(diǎn)經(jīng)過12Ω電阻與第9觸點(diǎn)連接，電阻R10與電阻R11的連接點(diǎn)經(jīng)過20Ω電阻與第10觸點(diǎn)連接，電阻R1與電阻R11連接的節(jié)點(diǎn)D點(diǎn)經(jīng)過30Ω電阻與0觸點(diǎn)連接，第二步進(jìn)盤的輔助盤II′上是10×0.5Ω的電阻；第三步進(jìn)盤由同是10×1Ω的測(cè)量盤III與代換盤III’組成，測(cè)量盤III的電刷與代換盤III’的電刷用導(dǎo)線連接；第四步進(jìn)盤只有測(cè)量盤IV，它各個(gè)觸點(diǎn)與測(cè)量盤III上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)連接；輔助盤II′第10觸點(diǎn)與80Ω電阻R19的一端并聯(lián)于節(jié)點(diǎn)A，節(jié)點(diǎn)A連接電位差計(jì)工作電源的正極，輔助盤II′的0觸點(diǎn)連接輔助盤I”的0觸點(diǎn)，輔助盤II′的電刷連接輔助盤I”除0觸點(diǎn)外的其它觸點(diǎn)，測(cè)量盤II的電刷經(jīng)過190Ω電阻R12后連接輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷連接的節(jié)點(diǎn)B，輔助盤I’除0觸點(diǎn)外的其他觸點(diǎn)連接測(cè)量盤I第22觸點(diǎn)，測(cè)量盤I第0、1觸點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)C連接，輔助盤I’的0觸點(diǎn)經(jīng)過220Ω電阻后與節(jié)點(diǎn)D連接，測(cè)量盤IV的電刷串聯(lián)100kΩ電阻R15后與184.725Ω電阻R16的一端連接點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)E，代換盤III’的第10點(diǎn)串聯(lián)9995Ω電阻R14后連接節(jié)點(diǎn)E，529.392Ω電阻R13一端連接節(jié)點(diǎn)D、另一端連接節(jié)點(diǎn)E，184.725Ω電阻R16的另一端及7200Ω電阻R17的一端連接于量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×10量程觸點(diǎn)，7200Ω電阻R17的另一端及720Ω電阻R18的一端連接于量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×1量程觸點(diǎn)，720Ω電阻R18的另一端與80Ω電阻R19的另一端連接后經(jīng)過648Ω電阻R20與量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×0.1量程觸點(diǎn)連接，量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的常閉觸點(diǎn)連接調(diào)定電阻RN高電位一端；用于連接被測(cè)量的“UX”兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極與測(cè)量盤I電刷連接，負(fù)極經(jīng)過雙刀雙擲開關(guān)K2后與測(cè)量盤III的第10點(diǎn)連接。
全文摘要
一種用于直流電壓測(cè)量的三量程電位差計(jì)，它的第一步進(jìn)盤由一只測(cè)量盤與兩只不焊有電阻的輔助盤組成，第二步進(jìn)盤由環(huán)形電阻網(wǎng)構(gòu)成測(cè)量盤，由10只0.5Ω電阻構(gòu)成輔助盤，第三步進(jìn)盤各由10×1Ω的測(cè)量盤與代換盤組成，第四步進(jìn)盤的各個(gè)觸點(diǎn)與第三步進(jìn)盤中測(cè)量盤上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)連接，第四步進(jìn)盤的電刷串聯(lián)100kΩ電阻、第三步進(jìn)盤的代換盤串聯(lián)9995Ω電阻、及529.392Ω電阻一起并聯(lián)在電路中，并用80Ω、720Ω與7200Ω三只電阻與電阻測(cè)量網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在電路中進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換，最小分辨率達(dá)0.1μV，測(cè)量盤之間用導(dǎo)線連接，不通過開關(guān)切換，使電位差計(jì)測(cè)量時(shí)能夠忽略變差及熱電勢(shì)影響。
文檔編號(hào)G01R15/00GK101063690SQ20071006899
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者張春雷, 方李 申請(qǐng)人:張春雷