專利名稱：指零儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電橋平衡指示用的儀器背景技術(shù)根據(jù)國(guó)家新教學(xué)方案，各高校都把“交流電橋”納入“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”課程中。為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，各高校幾乎都要求學(xué)生用電阻箱，電源，平衡指示裝置等用導(dǎo)線自己搭建一個(gè)直流電橋。由于是新開設(shè)的課程，國(guó)內(nèi)沒有相應(yīng)的平衡指示用儀器與其配套；因此采取措施是用耳機(jī)，交流毫伏表等替代。象“新編大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)”中國(guó)石化出版社(1998年8月第1版)面向21世紀(jì)課程教材“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)”第二冊(cè)高等教育出版社(2001年版)都反應(yīng)了這種情況，使用耳機(jī)不平衡時(shí)噪聲太大，也不直觀，交流電橋是經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)虛假平衡，用耳機(jī)就分不清；市售毫伏表靈敏度不夠。
現(xiàn)有用現(xiàn)成的交流電橋平衡指示部分單獨(dú)分立出來裝置；現(xiàn)有成品電橋都針對(duì)熟練操作人員設(shè)計(jì)，采用反饋回路為雙T網(wǎng)絡(luò)。為了直觀，使用指針式表頭，工作電流在25μA～100μA之間。
實(shí)驗(yàn)有時(shí)要50HZ下測(cè)量一些元件參數(shù)，有時(shí)又是1KHZ，所以固定頻率不太好，適宜改用寬帶放大器。由于每次來參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生都不熟悉交流電橋的操作要領(lǐng)，電橋嚴(yán)重失衡的情況發(fā)生機(jī)率非常高，在指針滿偏的情況下，不知橋臂向示值大還是示值小方向調(diào)節(jié)，只能亂調(diào)一通，表頭損壞情況嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上情況，本實(shí)用新型的目的是提供一種既能將信號(hào)放大，又能將信號(hào)大幅度衰減且線路簡(jiǎn)單，成本低廉的指零儀。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的電路采用運(yùn)算放大器，為了增大輸入阻抗采用相同輸入，信號(hào)從相同端輸入后有二極管D1及D2組成輸入保護(hù)電路，輸出經(jīng)橋式整流電路整流后給表頭供電。為了調(diào)節(jié)靈敏度，如把電位器放置在信號(hào)輸入部分，將給電路耦合進(jìn)噪聲，而且一旦嚴(yán)重失衡，要把失衡電壓衰減到足夠小也比較困難，本電路把電位器與表頭串聯(lián)在整流后的電路中，這樣對(duì)靈敏度調(diào)整很方便，由于信號(hào)已經(jīng)進(jìn)行了放大，耦合進(jìn)噪聲影響也小。
因?yàn)榻涣麟姌蚱胶恻c(diǎn)不是唯一的，往往是有幾個(gè)虛假平衡點(diǎn)，它們與真正平衡點(diǎn)的區(qū)別在于離零刻度線稍遠(yuǎn)于真實(shí)平衡點(diǎn)，通過離刻度線零線遠(yuǎn)近可以將它們劃分出來，這點(diǎn)用耳機(jī)就做不到。


圖1是指零儀的電路圖具體實(shí)施方式
在圖1中，信號(hào)從信號(hào)輸入端1輸入，通過正反連接的二極管D1及D2組成輸入保護(hù)電路，使信號(hào)電壓與地電位之間箝位在0.7V，通過電容C2耦合信號(hào)給運(yùn)放A同相輸入端3進(jìn)行放大，并且C2連接補(bǔ)償電阻R1后接地。運(yùn)放A放大后的信號(hào)經(jīng)電阻R2及R1反饋到運(yùn)放A的反相輸入端2，電阻R1連接隔直電容C1后接地；本電路R2＝1M歐，R1＝510歐，運(yùn)放A的輸出端6經(jīng)電阻R3限流后，與地之間用D3、D4、D5、D6四只二極管組成全橋整流電路來整流，經(jīng)電容C3濾波后，向電位器W及表頭G供應(yīng)直流電流。由于功耗不大，為了避免共模干擾，本電路采用二節(jié)9V電池串聯(lián)供電，+9V連接運(yùn)放A正電源輸入端7，-9V連接運(yùn)放A負(fù)電源輸入端4，二節(jié)電池連接點(diǎn)接地?？紤]到通用性，表頭G選用50μA電流。運(yùn)放A供電電壓在正負(fù)9V情況下，輸出電壓最大值是13V，13V÷50uA＝260千歐，也就是電位器在26千歐時(shí)電橋嚴(yán)重失衡情況下表頭有可能指向滿度，電位器阻值必須大于260千歐，取值太大會(huì)使指針到零刻度還可以轉(zhuǎn)一段距離，這種電位器一調(diào)節(jié)，靈敏度就大幅度變化；合適的電位器組織應(yīng)該是嚴(yán)重失衡時(shí)指針能調(diào)節(jié)到滿度的40％刻度，滿足該要求的電位器最大阻值是680千歐。
權(quán)利要求1.一種指零儀，信號(hào)輸入端(1)輸入信號(hào)后，經(jīng)電容C2耦合到運(yùn)放A的同相輸入端(3)，并有補(bǔ)償電阻R4接地，運(yùn)放A放大后的信號(hào)經(jīng)電阻R2與R1的接點(diǎn)反饋到運(yùn)放A的反相輸入端(2)，電阻R1連接隔直電容C1后接地，在信號(hào)輸入端(1)與地之間，有二極管D1及D2正反向連接進(jìn)行輸入保護(hù)，有兩節(jié)9V串聯(lián)后供電給運(yùn)放A，+9V連接運(yùn)放A正電源輸入端(7)，-9V連接運(yùn)放A負(fù)電源輸入端(4)，兩節(jié)電池正負(fù)接點(diǎn)接地；運(yùn)放A輸出端(6)經(jīng)過限流電阻R3后，與地之間是由二極管D3、D4、D5、D6組成的橋式整流電路，整流后的電流經(jīng)過濾波電容C3濾波后給電位器W與表頭G供電；其特征是靈敏度調(diào)節(jié)電位器W與表頭G串聯(lián)在電路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指零儀，其特征是靈敏度調(diào)節(jié)電位器的阻值調(diào)節(jié)范圍是0～680千歐，表頭G滿度電流是50微安。
專利摘要本實(shí)用新型涉及交流電橋平衡指示用的指零儀，采用同相輸入的運(yùn)算放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，放大后經(jīng)橋式整流電路并濾波后對(duì)靈敏度調(diào)節(jié)電位器及表頭供給直流電流，由于在信號(hào)放大后進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)，避免電位器引入噪聲對(duì)電路干擾，而且調(diào)節(jié)幅度大。
文檔編號(hào)G01R35/00GK2816820SQ20052010177
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者駱乃光 申請(qǐng)人:駱乃光