專利名稱：有三個(gè)測量盤的電位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對直流電壓進(jìn)行測量的儀器。

背景技術(shù)：
當(dāng)前對于有三個(gè)測量盤的電位差計(jì)，在三個(gè)測量盤之間的連接上，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；專利號ZL200520101772.0公布了有三個(gè)測量盤的電位差計(jì)解決開關(guān)接觸電阻的變差新方法，它的第一、第二步進(jìn)盤各有測量盤、代換盤與輔助盤組成，測量盤與代換盤上的電阻阻值相同，測量盤每增加一個(gè)電阻，代換盤就減小相同電阻，由于第一步進(jìn)盤不置在0時(shí)，第二步進(jìn)盤置不同示值時(shí)電路總阻是變化的，第一步進(jìn)盤置在0時(shí)，第二步進(jìn)盤置不同示值時(shí)電路總阻不變，為此第一步進(jìn)盤除有測量盤、代換盤外，增加了輔助盤來區(qū)別步進(jìn)盤置0及不置0兩種情況的電路連接，第二步進(jìn)盤也增加了輔助盤，上面有10只電阻來分別接入或切出若干個(gè)電阻使電路總阻不變。兩個(gè)測量盤連接后與滑線盤連接在兩個(gè)測量端鈕間，使步進(jìn)盤開關(guān)上的電刷排除在測量回路之外，三個(gè)測量盤上的電阻之間不存在開關(guān)切換，也就不產(chǎn)生變差；由于第一、第二步進(jìn)盤都有代換盤，增加了第一、第二步進(jìn)盤開關(guān)含電阻的層數(shù)，從而增大了儀器的體積，也使開關(guān)及儀器結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，對維修也帶來不便。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種有三個(gè)測量盤的電位差計(jì)，在三個(gè)測量盤的連接上中間盤不通過開關(guān)切換，且第一、第二步進(jìn)盤取消代換盤。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案這樣采取電流從電位差計(jì)1.5V工作電源的正極經(jīng)過兩個(gè)步進(jìn)盤及一個(gè)雙滑線盤上的電阻測量網(wǎng)絡(luò)到509Ω的調(diào)定電阻RN及0～1Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP2，再到75Ω電阻R0，經(jīng)過0～125Ω可調(diào)電阻RP1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)K到調(diào)定電阻RN及可鎖定的可調(diào)電阻RP2，再經(jīng)過100KΩ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；用于連接被測量的“UX”兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過兩個(gè)測量盤及一個(gè)雙滑線盤的電阻網(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)K到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)測量回路；第一步進(jìn)盤有測量盤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，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；第三盤為雙滑線盤，兩根滑線粗細(xì)材質(zhì)相同，阻值都是0.5Ω，其中一根為測量滑線III，另一根為輔助滑線III′，雙滑線盤的刻度盤分10大格，每大格對應(yīng)的阻值為0.05Ω，每大格分10小格，兩根滑線電阻上的電刷是同一片金屬刷片；第二步進(jìn)盤由測量盤II與輔助盤II′組成，測量盤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的一端連接的為電路節(jié)點(diǎn)A，第11個(gè)電阻R11另一端與第1個(gè)電阻R1的另一端連接于測量滑線III的0點(diǎn)，測量滑線III的0點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，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R5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)B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；輔助盤II′第10觸點(diǎn)與電位差計(jì)工作電源的正極連接，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)，測量盤II的電刷經(jīng)過190Ω電阻后連接輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷連接的連接點(diǎn)，輔助盤I’除0觸點(diǎn)外的其他觸點(diǎn)連接測量盤I第22觸點(diǎn)，測量盤I第0、1觸點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)A連接，輔助盤I’的0觸點(diǎn)經(jīng)過220Ω電阻后與節(jié)點(diǎn)B連接，測量滑線III第10點(diǎn)連接調(diào)定電阻RN高電位一端；用于連接被測量的“UX”兩個(gè)測量端鈕，正極與測量盤I電刷連接，負(fù)極經(jīng)過雙刀雙擲開關(guān)K后與輔助滑線III′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，每層分布24個(gè)觸點(diǎn)，減去兩檔定位，第二步進(jìn)盤的輔助盤II′及測量盤II各11個(gè)觸點(diǎn)正好分布在開關(guān)的同一層，各占半周，電阻裝在開關(guān)外層，電阻超差時(shí)卸下裝上容易，這給調(diào)試與維修帶來方便；這樣使電位差計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，體積縮小，也降低了生產(chǎn)成本；在電位差計(jì)內(nèi)部測量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)三個(gè)測量盤置“0”時(shí)，電位差計(jì)工作電流在B點(diǎn)匯合，在測量回路中，不存在工作電流流過引線電阻，電位差計(jì)的零電勢是B點(diǎn)電位產(chǎn)生，所以本電位差計(jì)零電勢很小；兩根滑線電阻粗細(xì)材質(zhì)相同，產(chǎn)生的熱電勢大小相等、方向相反，所以本電位差計(jì)熱電勢也很小。

附圖是本實(shí)用新型原理電路。
具體實(shí)施方式
圖中，測量盤II在節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間是十一只11Ω首尾相連的電阻環(huán)，當(dāng)測量盤II置“5”或置“6”時(shí)，測量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B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，所以5、6觸點(diǎn)與電阻環(huán)上對應(yīng)點(diǎn)直接連接；測量盤II的其它觸點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)B之間都連接到30Ω；當(dāng)測量盤II置“4”或置“7”時(shí)，測量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B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)上對應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測量盤II置“3”或置“8”時(shí)，測量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B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)上對應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測量盤II置“2”或置“9”時(shí)，測量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B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)上對應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測量盤II置“1”或置“10”時(shí)，測量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B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)上對應(yīng)點(diǎn)連接；當(dāng)測量盤II置“0”，測量盤II的電刷到節(jié)點(diǎn)B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)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B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)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間的電阻值是兩個(gè)同是220Ω的電阻并聯(lián)，因此是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，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B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)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B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＝9Ω r1’＝R1×R11/(R1+R2+…+R10+R11)＝11×11/11×11Ω＝1Ω r1”＝(R2+R3+…+R9+R10)×R1/(R1+R2+…+R10+R11)＝9×11×11/11×11Ω＝9Ω 輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值等于(210Ω+r1)×(190Ω+20Ω+r1”)/(2×219)Ω+r1’＝219Ω/2+1Ω＝109.5Ω+1Ω＝110.5Ω 第二步進(jìn)盤置“2”時(shí)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B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＝8Ω r2’＝2Ω r2”＝16Ω 輔助盤II′的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值等于(210Ω+r2)×(190Ω+12Ω+r2”)/(2×218)Ω+r2’＝218Ω/2+2Ω＝109Ω+2Ω＝111Ω。
同理，第二步進(jìn)盤置“3”時(shí)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值是111.5Ω， 第二步進(jìn)盤置“4”時(shí)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值是112Ω， 第二步進(jìn)盤置“5”時(shí)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值是112.5Ω， ...... 第二步進(jìn)盤置“10”時(shí)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值是115Ω。由于測量盤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)，輔助盤I′的電刷與節(jié)點(diǎn)B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。
電位差計(jì)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)電流是2mA，輔助盤I’電刷經(jīng)過測量盤I到等效于電阻rn、rn’、rn”的交點(diǎn)Qn(n＝1、2、3…10)與經(jīng)過190Ω電阻R12到交點(diǎn)Qn電阻相等，所以流過測量盤I與190Ω電阻R12的電流各為1mA。
對于測量盤II在節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間的十一只11Ω首尾相連的電阻環(huán)而言，測量盤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)A與節(jié)點(diǎn)B之間的電壓UAB＝1/11×11mV＝1mV；測量盤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)A與節(jié)點(diǎn)B之間的電壓UAB＝2/11×11mV＝2mV；同理，測量盤II置“n”時(shí)(n＝1、2、3…10)電阻節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間的電壓UAB＝n mV；當(dāng)測量盤I及測量盤II置“0”時(shí)，電流不經(jīng)過電阻R11，UAB＝0mV；當(dāng)測量盤I不置“0”時(shí)，流過測量盤I的電流在節(jié)點(diǎn)A、B之間的10mV電壓疊加在測量盤II上，代替0、1觸點(diǎn)間的電阻，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(n3表示大格示值)這時(shí)“Ux”兩個(gè)測量端鈕間電壓為 Ux＝1×10n1+1×n2/11×11+2×0.05n3(mV) ＝10n1+n2+0.1n3(mV) 每批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢是離散的，在1.0188V～1.0196V之間，標(biāo)準(zhǔn)化的工作電流為2mA，因此調(diào)定電阻RN取509Ω，外加0～1Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP2，可以覆蓋標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢的變化范圍。
干電池新的時(shí)候電動(dòng)勢約為1.65V，用舊到1.4V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，為此電阻R0取75Ω。取可調(diào)電阻RP1為0～125Ω。
標(biāo)準(zhǔn)電流是這樣確定的把200mV標(biāo)準(zhǔn)信號電壓按極性與電位差計(jì)“Ux”兩個(gè)測量端鈕連接，電位差計(jì)步進(jìn)盤示值與標(biāo)準(zhǔn)信號電壓值相同，雙刀雙擲開關(guān)K擲向左邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1，使檢流計(jì)G指零；再將雙刀雙擲開關(guān)K擲向右邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP2，使檢流計(jì)G指零，這時(shí)把可調(diào)電阻RP2鎖定；電位差計(jì)今后使用時(shí)依此為標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種有三個(gè)測量盤的電位差計(jì)，電流從電位差計(jì)1.5V工作電源的正極經(jīng)過兩個(gè)步進(jìn)盤及一個(gè)雙滑線盤上的電阻測量網(wǎng)絡(luò)到509Ω的調(diào)定電阻RN及0～1Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP2，再到75Ω電阻R0，經(jīng)過0～125 Ω可調(diào)電阻RP1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)K到調(diào)定電阻RN及可鎖定的可調(diào)電阻RP2，再經(jīng)過100KΩ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；用于連接被測量的“UX”兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過兩個(gè)測量盤及一個(gè)雙滑線盤的電阻網(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)K到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)測量回路；其特征在于第一步進(jìn)盤有測量盤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，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；第三盤為雙滑線盤，兩根滑線粗細(xì)材質(zhì)相同，阻值都是0.5Ω，其中一根為測量滑線III，另一根為輔助滑線III′，雙滑線盤的刻度盤分10大格，每大格對應(yīng)的阻值為0.05Ω，每大格分10小格，兩根滑線電阻上的電刷是同一片金屬刷片；第二步進(jìn)盤由測量盤II與輔助盤II′組成，測量盤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的一端連接的為電路節(jié)點(diǎn)A，第11個(gè)電阻R11另一端與第1個(gè)電阻R1的另一端連接于測量滑線III的0點(diǎn)，測量滑線III的0點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，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)B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；輔助盤II′第10觸點(diǎn)與電位差計(jì)工作電源的正極連接，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)，測量盤II的電刷經(jīng)過190Ω電阻后連接輔助盤I’的電刷與輔助盤I”的電刷連接的連接點(diǎn)，輔助盤I’除0觸點(diǎn)外的其他觸點(diǎn)連接測量盤I第22觸點(diǎn)，測量盤I第0、1觸點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)A連接，輔助盤I’的0觸點(diǎn)經(jīng)過220Ω電阻后與節(jié)點(diǎn)B連接，測量滑線III第10點(diǎn)連接調(diào)定電阻RN高電位一端；用于連接被測量的“UX”兩個(gè)測量端鈕，正極與測量盤I電刷連接，負(fù)極經(jīng)過雙刀雙擲開關(guān)K后與輔助滑線III′連接。
專利摘要一種用于直流電壓測量有三個(gè)測量盤的電位差計(jì)，它的第一步進(jìn)盤由測量盤與輔助盤組成，第二步進(jìn)盤由11×11Ω環(huán)形電阻網(wǎng)構(gòu)成測量盤，由10只0.5Ω電阻構(gòu)成輔助盤，第三盤為雙滑線盤，兩個(gè)測量盤與測量滑線間用導(dǎo)線連接，不通過開關(guān)切換，使電位差計(jì)測量時(shí)不存在變差及熱電勢影響，且省去了第一及第二步進(jìn)盤的代換盤。
文檔編號G01R17/20GK201035070SQ20072010759
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者軍 程, 張春雷, 李順定, 勇 方 申請人:軍 程