專利名稱：電壓測量儀器的制作方法
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)：
申請?zhí)?00510062220. 8公布了有三只步進盤與一只滑線盤的電壓測量儀器，它 的第二、第三步進盤各有測量盤、代換盤與輔助盤組成，測量盤與代換盤上的電阻阻值相 同，測量盤每增加一個電阻，代換盤就減小相同電阻，由于第二步進盤不置在第O觸點時， 第三步進盤置不同示值時電路總阻是變化的，第二步進盤置在第O觸點時，第三步進盤置 不同示值時電路總阻不變，為此第二步進盤除有測量盤、代換盤外，增加了輔助盤來區(qū)別第 二步進盤置第0觸點及不置第0觸點兩種情況的電路連接，第三步進盤也增加了輔助盤，上 面有10只電阻來分別接入或切出若干個電阻使電路總阻不變。三只測量盤與一只測量盤 滑線連接在兩個測量端鈕間，使步進盤開關(guān)上的電刷排除在測量回路之外，三只測量盤與 一只測量盤滑線上的電阻之間不存在開關(guān)切換，也就不產(chǎn)生變差；也解決了開關(guān)的熱電勢 與接觸可變熱電勢影響。 由于第二、第三步進盤都有輔助盤，增加了第二、第三步進盤開關(guān)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，特別是儀器檢定過程中如果發(fā)現(xiàn)第二、第 三步進盤測量數(shù)據(jù)超差，要修正第二、第三步進盤開關(guān)的內(nèi)層電阻是非常麻煩的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，是設(shè)計一種有三只步進盤與一只雙滑線盤的電壓測量儀器，它 測量開關(guān)步進切換的接觸電阻及變差，開關(guān)熱電勢不影響測量結(jié)果；并且三只步進盤與一 只滑線盤都不用輔助盤。它有二個量程，最小分辨率為V。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是電流從電壓測量儀器4.5V工作電源的正極經(jīng)過三只 步進盤與一只雙滑線盤上的電阻網(wǎng)絡(luò)及單刀雙擲量程轉(zhuǎn)換開關(guān)&到841 Q調(diào)定電阻RN和 調(diào)節(jié)范圍在0 2Q的可調(diào)電阻Rp3，再到800Q電阻R。，經(jīng)過0 35Q的可調(diào)電阻&2及 20只30 Q電阻組成的可調(diào)電阻RP1回到工作電源的負極組成電壓測量儀器工作回路；從標 準電池EN正極經(jīng)過兩個常閉觸點間接有檢流計G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，再到標準電池負極組成電壓測量儀器標準回路；電壓測量儀器連接被測 量"U/的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過三只測量盤與一只測量盤滑線的電阻網(wǎng)絡(luò)后，再經(jīng)過兩 個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負極端鈕組成電壓測量儀器補償回路； 其特征在于第一步進盤由各有20只1000/11 Q電阻組成的第I測量盤與第I'代換盤組 成，第二步進盤由與代換盤的電刷經(jīng)過導(dǎo)線連接，第三各有10只10Q電阻組成的第II測 量盤與第II'代換盤組成，在第二步進盤上測量盤的電刷步進盤由各有IO只11Q電阻組 成的第III測量盤與第III'代換盤組成，在第三步進盤上測量盤的電刷與代換盤的電刷 經(jīng)過22 Q電阻R2連接，第四盤為雙滑線盤，兩根滑線電阻阻值范圍都是0 110 Q ，即始端 為0 Q ，末端為110 Q ，其中一根為第IV測量盤滑線，另一根為第IV'代換盤滑線，雙滑線
3盤的刻度盤標有0、1、2、……10十一個示值點的10個大格，每大格有不標數(shù)字均勻分布的 IO小格，每大格對應(yīng)阻值為IIQ，雙滑線盤刻度盤的"O"示值，也就是第IV'代換盤滑線 及第IV測量盤滑線第0觸點，即雙滑線盤的電刷接觸滑線電阻上的始端，雙滑線盤刻度盤 的"10"示值，也就是第IV'代換盤滑線及第IV測量盤滑線第IO觸點，即雙滑線盤的電刷
接觸滑線電阻上的末端，兩根滑線電阻上的電刷是同一片金屬刷片；第r代換盤電刷經(jīng)
過80Q電阻1 4后與20000電阻巧的一端并聯(lián)在電壓測量儀器工作電源正極，第I'代換 盤第20觸點連接第II'代換盤第10觸點，第II測量盤第0觸點經(jīng)過一只2132/11Q電阻 &后與第I測量盤第0觸點連接，第I'代換盤第0觸點經(jīng)過一只210890/11 Q電阻R3后 與第III'代換盤第O觸點連接，第III'代換盤第10觸點連接第IV'代換盤滑線第O觸 點，第IV測量盤滑線第10觸點連接第III測量盤第0觸點，第III測量盤第10觸點與第 I測量盤第20觸點連接；第I測量盤電刷與18000 Q電阻r2的一端并聯(lián)在單刀雙擲量程轉(zhuǎn) 換開關(guān)I^的XI量程觸點，電阻『2的另一端與電阻巧的另一端并聯(lián)在單刀雙擲量程轉(zhuǎn)換 開關(guān)&的X0.1量程觸點，量程轉(zhuǎn)換開關(guān)&的常閉觸點與821Q的調(diào)定電阻RN高電位端 連接；電壓測量儀器連接被測量"U/'的兩個端鈕，正極端鈕連接第II測量盤第10觸點，負 極端鈕經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K2后與第IV測量盤滑線第0 觸點連接。 通過以上技術(shù)方案，三只步進盤與一只雙滑線盤都不用輔助盤，這使電壓測量儀 器的開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，體積縮小，整臺儀器外型尺寸也減小許多，降低了生產(chǎn)成本；儀器用于 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補償回路內(nèi)，影響的只是電壓測 量儀器工作回路總阻，由于總阻阻值很大，所以變差可以忽略，幾個P V的熱電勢影響的是 電源電壓，因此影響可以忽略，零電勢可增大滑線盤與第I測量盤之間引線電阻來修正。


圖1是本發(fā)明的原理電路。 在圖1中，20 X 30 Q的可調(diào)電阻RP1，表示可調(diào)電阻RP1由20只30 Q的電阻組成， 同理，20X 1000/11 Q表示由20只1000/11 Q的電阻組成，10 X 10 Q表示由10只10 Q的 電阻組成，10X11Q表示由10只11 Q的電阻組成。
具體實施例方式
在圖1中，當三只步進盤與一只雙滑線盤都置"O"時，第一步進盤兩把電刷間左邊 電阻值等于2112Q ，右邊電阻值等于21120 Q ，第一步進盤兩把電刷間總電阻為1920 Q ，因 此，第一步進盤兩把電刷間總電流的10/11左邊流動，1/11右邊流動。當三只步進盤與一只 雙滑線盤置其它觸點時，每只測量盤增加的電阻等于代換盤減少的電阻，所以第一步進盤 兩把電刷間左、右兩邊電阻值不變。 在XI量程時，第一步進盤兩把電刷間總電阻為1920Q，加上80Q電阻1 4，共 2000 Q ，第一步進盤兩把電刷間電阻加上80 Q電阻R4被10倍于自身阻值的電阻巧和電 阻^串聯(lián)后的電阻所并聯(lián)，因此流過第一步進盤兩把電刷間電流為電壓測量儀器總電流的 10/11 ，流過電阻巧和電阻r2的電流為電壓測量儀器工作電流的1/11 ;在X 0. 1量程時，第 一步進盤兩把電刷間電阻加上80 Q電阻R4串聯(lián)電阻r2后，以10倍于電阻巧的阻值與電阻巧并聯(lián)，使電阻巧上的電流為電壓測量儀器工作電流的10/11，第一步進盤兩把電刷間 總電流為電壓測量儀器電流的1/11，因此測量盤上電流減少到1/10，使量限降低到1/10。
電壓測量儀器標準工作電流為1. 21mA，第一步進盤兩把電刷間左邊電流lmA，右 邊電流O. lmA，右邊電流流到與第III'代換盤電刷接觸的觸點后分成電流相等的兩個支 路，一路經(jīng)過第in'代換盤電刷、22Q電阻Ry到與第III測量盤電刷接觸的觸點，這個支 路電阻值是22Q，另一路經(jīng)過雙滑線盤后到與第III測量盤電刷接觸的觸點，這個支路電 阻值是220 Q ，因此，22Q電阻R2上的電流是1/11mA，雙滑線盤上的電流是0. 1/1 lmA。
在XI量程，當工作電流標準化后，第I測量盤置n"第II測量盤置rv第III測 量盤置113，第IV測量盤滑線置rv開關(guān)K2擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為
Ux = lX10n2+lX 2132/11+1 X 1000/11Xn「0. IX 1000/1IX (20-n》-0. 1X11X ( 10 -n3)_0. l/llXllXn3-0. 1/11 X 11 X (10_n4) (mv)[每盤壓降=電流X單只電阻阻值X流過電阻只數(shù)]= 10n2+2132/ll+1000n乂ll+100n/11-2000/11-11+1. ln3_0. ln3_l+0. ln4(mv)
= +1000^/1 l+100n乂ll+10n2+n3+0. ln4+2132/l 1-2000/11-11-1 (mv)
= lOOr^+lOWO. ln4(mv) 在X0. 1量程時，三只步進盤與 一 只雙滑線盤的示值為Ux = 10W0. ln3+0. 01n4(mv) 其中n4為大格的示值，大格中的小格為1 y V。 內(nèi)附標準是這樣校準的在"U/兩端的兩個測量端鈕按極性接上2V標準電壓信 號，開關(guān)K2擲向左邊，測量盤示值與標準電壓值相同，通過調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2， 使檢流計指零，再將開關(guān)K2擲向右邊，不飽和標準電池的電動勢在生產(chǎn)廠出廠時是離散的， 在1. 0188 1. 0196V之間，取樣用調(diào)定電阻RN的阻值是841 Q ，串聯(lián)了 0 2 Q可調(diào)電阻 RP3，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP3，使檢流計再次指零，再將開關(guān)K2擲向左邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP2，使檢流 計指零，又將開關(guān)K2擲向右邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP3，使檢流計指零，當開關(guān)K2擲向左邊及擲向 右邊不作調(diào)節(jié)檢流計均指零時，說明電壓測量儀器的工作電流就標準化，即調(diào)定電阻上的 壓降與不飽和標準電池EN的電動勢已經(jīng)相等，這時將可調(diào)電阻RP3鎖定，這臺電壓測量儀器 今后就以此為標準。 電壓測量儀器工作電壓為1. 5V，由于干電池每節(jié)穩(wěn)定電動勢在1.4V 1.65V之 間，儀器采用三組電池串聯(lián)供電，為實現(xiàn)電源電壓在4. 2V 4. 95V均能把電壓測量儀器工 作電流調(diào)整到標準狀態(tài)，取電阻R。 = 800 Q ，由20只30 Q的電阻組成可調(diào)電阻RP1，可調(diào)電 阻RP2調(diào)節(jié)范圍在0 35 Q之間。
權(quán)利要求
一種電壓測量儀器，電流從電壓測量儀器4.5V工作電源的正極經(jīng)過三只步進盤與一只雙滑線盤上的電阻網(wǎng)絡(luò)及單刀雙擲量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1到841Ω調(diào)定電阻RN和調(diào)節(jié)范圍在0～2Ω的可調(diào)電阻RP3，再到800Ω電阻R0，經(jīng)過0～35Ω的可調(diào)電阻RP2及20只30Ω電阻組成的可調(diào)電阻RP1回到工作電源的負極組成電壓測量儀器工作回路；從標準電池EN正極經(jīng)過兩個常閉觸點間接有檢流計G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，再到標準電池負極組成電壓測量儀器標準回路；電壓測量儀器連接被測量“UX”的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過三只測量盤與一只測量盤滑線的電阻網(wǎng)絡(luò)后，再經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負極端鈕組成電壓測量儀器補償回路；其特征在于第一步進盤由各有20只1000/11Ω電阻組成的第I測量盤與第I′代換盤組成，第二步進盤由各有10只10Ω電阻組成的第II測量盤與第II′代換盤組成，在第二步進盤上測量盤的電刷與代換盤的電刷經(jīng)過導(dǎo)線連接，第三步進盤由各有10只11Ω電阻組成的第III測量盤與第III′代換盤組成，在第三步進盤上測量盤的電刷與代換盤的電刷經(jīng)過22Ω電阻R2連接，第四盤為雙滑線盤，兩根滑線電阻阻值范圍都是0～110Ω，即始端為0Ω，末端為110Ω，其中一根為第IV測量盤滑線，另一根為第IV′代換盤滑線，雙滑線盤的刻度盤標有0、1、2、……10十一個示值點的10個大格，每大格有不標數(shù)字均勻分布的10小格，每大格對應(yīng)阻值為11Ω，雙滑線盤刻度盤的“0”示值，也就是第IV′代換盤滑線及第IV測量盤滑線第0觸點，即雙滑線盤的電刷接觸滑線電阻上的始端，雙滑線盤刻度盤的“10”示值，也就是第IV′代換盤滑線及第IV測量盤滑線第10觸點，即雙滑線盤的電刷接觸滑線電阻上的末端，兩根滑線電阻上的電刷是同一片金屬刷片；第I′代換盤電刷經(jīng)過80Ω電阻R4后與2000Ω電阻r1的一端并聯(lián)在電壓測量儀器工作電源正極，第I′代換盤第20觸點連接第II′代換盤第10觸點，第II測量盤第0觸點經(jīng)過一只2132/11Ω電阻R1后與第I測量盤第0觸點連接，第I′代換盤第0觸點經(jīng)過一只210890/11Ω電阻R3后與第III′代換盤第0觸點連接，第III′代換盤第10觸點連接第IV′代換盤滑線第0觸點，第IV測量盤滑線第10觸點連接第III測量盤第0觸點，第III測量盤第10觸點與第I測量盤第20觸點連接；第I測量盤電刷與18000Ω電阻r2的一端并聯(lián)在單刀雙擲量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×1量程觸點，電阻r2的另一端與電阻r1的另一端并聯(lián)在單刀雙擲量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的×0.1量程觸點，量程轉(zhuǎn)換開關(guān)K1的常閉觸點與821Ω的調(diào)定電阻RN高電位端連接；電壓測量儀器連接被測量“UX”的兩個端鈕，正極端鈕連接第II測量盤第10觸點，負極端鈕經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K2后與第IV測量盤滑線第0觸點連接。
全文摘要
一種用于測量直流電壓的電壓測量儀器，它有三只步進盤與一只雙滑線盤，每只盤都由阻值相同的電阻組成測量盤與代換盤，三只測量盤與一只測量盤滑線間用導(dǎo)線直接連接，不通過開關(guān)切換，使電壓測量儀器測量時不存在變差及熱電勢影響；它有二個量程，最小分辨率為1μV。
文檔編號G01R17/20GK101788587SQ200910259080
公開日2010年7月28日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者駱曉英 申請人:駱曉英