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微小電壓測量裝置制造方法

文檔序號:6235640閱讀:253來源:國知局
微小電壓測量裝置制造方法
【專利摘要】一種用于直流電壓測量的微小電壓測量裝置,它的每個步進(jìn)盤都由測量盤和與測量盤結(jié)構(gòu)相同的代換盤組成,它第一步進(jìn)盤上測量盤與代換盤的觸點間焊有電阻,其余步進(jìn)盤上都沒有電阻,它使微小電壓測量裝置內(nèi)部引線電阻、開關(guān)接觸電阻及變差、熱電勢對微小電壓測量裝置影響都能夠忽略。
【專利說明】微小電壓測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對直流電壓進(jìn)行測量的儀器。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前對于有五個步進(jìn)盤的微小電壓測量裝置,在五個步進(jìn)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;申請?zhí)?00810121911. 4公開了 有五個步進(jìn)盤的微小電壓測量裝置解決開關(guān)接觸電阻變差的新方法,它的五個步進(jìn)盤都由 測量盤及代換盤組成,不含輔助盤,每個測量盤及代換盤上都有電阻,它的五個步進(jìn)盤上的 測量盤與代換盤在電路中組成了橋式線路,它最大的毛病在于誤差不獨立,一旦測量盤某 點示值超差,就無法確定是哪只電阻超差引起的,這對鑒定與維修帶來不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是設(shè)計一種有五個步進(jìn)盤的微小電壓測量裝置,它不采用橋式線 路,這樣誤差可以獨立,且后三個步進(jìn)盤觸點間沒有電阻,這可以降低成本,減小儀器體積。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案這樣采?。何⑿‰妷簻y量裝置從調(diào)節(jié)范圍在11. 2?12V之間的 外接工作電源E正極端鈕經(jīng)過由21只5Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21只0. 25Ω電 阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP2、及調(diào)節(jié)范圍在〇?0.27Ω之間的可調(diào)電阻RP3、再經(jīng)過五個步進(jìn) 盤,到溫度補償盤Α、1〇18Ω調(diào)定電阻心、溫度補償盤w 2回到微小電壓測量裝置調(diào)節(jié)范圍在 11. 2?12V之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成微小電壓測量裝置工作回路;從外接飽和 標(biāo)準(zhǔn)電池ENE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)K到到溫度補償 盤 Wl、1018 Ω調(diào)定電阻RN、溫度補償盤w2到外接飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù)極端鈕組成微小電壓測 量裝置標(biāo)準(zhǔn)回路;用于連接被測量"U x"的兩個端鈕,正極端鈕經(jīng)過五個測量盤后,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(fù)極端鈕組成微小電壓測量裝置補償回 路;其特征在于第一溫度補償盤A有0、1、2、……10共11個檔位,各檔觸點間連接阻值是 0. 1Ω的電阻一只,第二溫度補償盤%有0、1、2、……10共16個檔位,各檔觸點間連接阻 值是〇. 01 Ω的電阻一只,補償盤1的第" 10"觸點與100. 7972 Ω電阻R8的一端并聯(lián)節(jié)點 D,補償盤W2的第" 16"觸點與100. 7972 Ω電阻R8的另一端并聯(lián)節(jié)點E,補償盤%的第"0" 觸點與補償盤W2的第"0"觸點通過1018Ω調(diào)定電阻馬連接;第一步進(jìn)盤由有〇、1、2、…… 10共11個檔位的測量盤I與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤Γ組成,測量盤I 與代換盤Γ各檔觸點間連接阻值是0.01 Ω的電阻一只,測量盤I的第"0"觸點為電路節(jié) 點A,代換盤Γ的第"10"觸點為電路節(jié)點B,第二步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個檔 位的測量盤II與有〇、1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΓ組成,第三步進(jìn)盤由有0、1、 2、……10共11個檔位的測量盤III與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΙΓ組 成,第四步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤IV與有0、1、2、……10共11個 檔位的代換盤IV'組成,第五步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量盤V與有0、 1、2、……10共11個檔位的代換盤V'組成,第二步進(jìn)盤中測量盤II與代換盤ΙΓ上的 各個觸點,第三步進(jìn)盤中測量盤ΠΙ與代換盤IIΓ上的各個觸點,第四步進(jìn)盤中測量盤IV 與代換盤IV'上的各個觸點,第五步進(jìn)盤中測量盤V與代換盤V'上的各個觸點,與第一步 進(jìn)盤中測量盤I與代換盤Γ對應(yīng)觸點連接,第一步進(jìn)盤測量盤I的金屬接觸環(huán)與代換盤 Γ的金屬接觸環(huán)間用999.9 Ω的電阻Ri連接,第二步進(jìn)盤測量盤II的金屬接觸環(huán)與代換 盤ΙΓ的金屬接觸環(huán)間用10ΚΩ的電阻R2連接,第三步進(jìn)盤測量盤III的金屬接觸環(huán)與代 換盤ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ的電阻R 3連接,第四步進(jìn)盤測量盤IV的金屬接觸環(huán) 與代換盤IV'的金屬接觸環(huán)間用1ΜΩ的電阻R4連接,第五步進(jìn)盤測量盤V的金屬接觸環(huán) 與代換盤V'的金屬接觸環(huán)間用10ΜΩ的電阻R 5連接,每個步進(jìn)盤測量盤上的電刷與代換 盤上的電刷轉(zhuǎn)動時同步,測量盤I的第"〇"觸點即節(jié)點A連接可調(diào)電阻R P3的低電位端,代 換盤Γ的第"10"觸點即節(jié)點B連接節(jié)點D,節(jié)點E連接外接工作電源E負(fù)極端鈕;用于連 接被測量"U x"的兩個測量端鈕,正極端鈕與測量盤I的第"0"觸點連接,負(fù)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)K后與測量盤I的第" 10"觸點連接。
[0005] 通過以上技術(shù)方案,第二、第三、第四、第五步進(jìn)盤觸點間都沒有電阻,五個步進(jìn)盤 誤差獨立,且五個步進(jìn)盤誤差一致,這給調(diào)試與維修帶來方便,也使微小電壓測量裝置結(jié)構(gòu) 簡單,體積縮小,從而降低了生產(chǎn)成本;當(dāng)微小電壓測量裝置五個測量盤置"〇"時,微小電 壓測量裝置的內(nèi)部線路總電勢是A點電位,一點電位為"0",所以本微小電壓測量裝置的零 電勢很小,五個步進(jìn)盤各個支路幾個μV的熱電勢都串聯(lián)在以伏為單位的電壓降上,因此 熱電勢對"U x"的兩個測量端鈕影響可以忽略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的一種原理電路。
[0007] 在圖1中,21X5 Ω的可調(diào)電阻RP1,表示可調(diào)電阻RP1上有21只阻值是5 Ω的電阻 串聯(lián),同理,21X0. 25 Ω的可調(diào)電阻RP2,表示可調(diào)電阻RP2上有21只阻值是0.25 Ω的電阻 串聯(lián),第一步進(jìn)盤測量盤I與代換盤Γ上的10X0. 1Ω,表示測量盤I與代換盤Γ上都有 10只阻值是〇. 1Ω的電阻串聯(lián)。
[0008] 在圖1中,步進(jìn)盤上粗黑線條表示金屬接觸環(huán),空心小圓圈表示金屬觸點,雙向箭 頭表不金屬電刷。

【具體實施方式】
[0009] 實施例1,在圖1中,節(jié)點A、節(jié)點B之間五個步進(jìn)盤中任意一個步進(jìn)盤轉(zhuǎn)動時,電 流流過測量盤增加的電阻等于電流流過代換盤減少的電阻,反之也然,所以,五個步進(jìn)盤不 管置何示值,該步進(jìn)盤在節(jié)點A與節(jié)點B之間電阻值不變,這能保證五個步進(jìn)盤不管置何示 值,各步進(jìn)盤電阻比值基本不變,也保證流經(jīng)各步進(jìn)盤的電流基本不變。
[0010] 各步進(jìn)盤電阻比:第一步進(jìn)盤:第二步進(jìn)盤:第三步進(jìn)盤:第四步進(jìn)盤:第五步 進(jìn)盤=1 : 10 : 102 : 103 : 104,所以,流過各步進(jìn)盤電流比:第一步進(jìn)盤:第二步進(jìn)盤: 第三步進(jìn)盤:第四步進(jìn)盤:第五步進(jìn)盤=1〇 4 : 1〇3 : 1〇2 : 10 : 1。微小電壓測量裝置標(biāo) 準(zhǔn)工作電流設(shè)計成11. 111mA,則標(biāo)準(zhǔn)工作電流流過第一步進(jìn)盤10mA,流過第二步進(jìn)盤1mA, 流過第三步進(jìn)盤0. 1mA,流過第四步進(jìn)盤是0. 01mA,流過第五步進(jìn)盤是0. 001mA,
[0011] 這時第一步進(jìn)盤每個步進(jìn)是lmV,第二步進(jìn)盤每個步進(jìn)是IX K^mV,第三步 進(jìn)盤每個步進(jìn)是lXl(T2mV,第四步進(jìn)盤每個步進(jìn)是lX10_3mV,第五步進(jìn)盤每個步進(jìn)是 1 X l(T4mV,第一步進(jìn)盤在節(jié)點A、B之間的阻值是1000 Ω,測量盤與代換盤的開關(guān)接觸電阻 變差一般小于2 X 1(Γ4 Ω,變差引起誤差可以忽略,第二步進(jìn)盤往后的三個步進(jìn)盤,測量盤金 屬接觸環(huán)與代換盤的金屬接觸環(huán)間連接的電阻阻值更大,開關(guān)接觸電阻變差的影響更可以 忽略。
[0012] 當(dāng)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后,第I測量盤擲化,第II測量盤擲112,第III測量盤擲%,第 IV測量盤擲n4,第V測量盤擲n5,開關(guān)K擲向左邊,這時位于測量的兩個端鈕間電壓為:
[0013] Ux = 10 X 0. ln^l X 0. 1η2+0. 1X0. 1η3+0. 01X0. 1η4+0. 001 X 0. ln4 (mv)
[0014] Ux = ln^O. ln2+0. 01n3+0. 001n4+0. 0001n5(mv)
[0015] 本微小電壓測量裝置采用比較大的工作電流及0.01 Ω這種比較小電阻,是為了 測量微小電壓時,降低對檢流計靈敏度的要求。
[0016] 在標(biāo)準(zhǔn)回路中,飽和標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢在20°C時為1.0186V,環(huán)境溫度每升高 1°C,飽和標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢降低約40 μ V,根據(jù)飽和標(biāo)準(zhǔn)電池上0. TC分辨率溫度計,可 以確定飽和標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢,本微小電壓測量裝置用每步進(jìn)100 μ V的溫度補償盤Wl對 溫度進(jìn)行較大補償,用每步進(jìn)10 μ V的溫度補償盤w2對溫度進(jìn)行細(xì)微補償,為了讓1mA 電流流過溫度補償盤A、1018 Ω調(diào)定電阻RN、溫度補償盤w2,在節(jié)點D與節(jié)點E之間并聯(lián) 100. 7972 Ω電阻R8使它分流10. 111mA電流。
[0017] 微小電壓測量裝置工作電源要采用YJ49型高穩(wěn)定度可調(diào)穩(wěn)壓電源,可調(diào)電阻RP1、 可調(diào)電阻R P2、可調(diào)電阻RP3用于調(diào)節(jié)工作電流,可調(diào)電阻RP3全部調(diào)節(jié)范圍的電阻值大于可 調(diào)電阻R P2的一個步進(jìn)值,可調(diào)電阻RP2全部調(diào)節(jié)范圍的電阻值大于可調(diào)電阻RP1的一個步進(jìn) 值,只要把YJ49型高穩(wěn)定度可調(diào)穩(wěn)壓電源輸出電壓調(diào)節(jié)到11. 2?12V之間,就可以方便通 過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP1、可調(diào)電阻RP2、可調(diào)電阻R P3把微小電壓測量裝置工作電流調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn) 狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1. 一種有五個測量盤的微小電壓測量裝置,微小電壓測量裝置從調(diào)節(jié)范圍在11. 2? 12V之間的外接工作電源E正極端鈕經(jīng)過由21只5 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21 只0.25 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP2、及調(diào)節(jié)范圍在0?0.27 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、再 經(jīng)過五個步進(jìn)盤,到溫度補償盤WplOlSQ調(diào)定電阻馬、溫度補償盤w 2回到微小電壓測量 裝置調(diào)節(jié)范圍在11. 2?12V之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成微小電壓測量裝置工作 回路;從外接飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN正極端鈕經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開 關(guān)K到到溫度補償盤 Wl、1018 Ω調(diào)定電阻RN、溫度補償盤w2到外接飽和標(biāo)準(zhǔn)電池EN負(fù)極端 鈕組成微小電壓測量裝置標(biāo)準(zhǔn)回路;用于連接被測量"U x"的兩個端鈕,正極端鈕經(jīng)過五個 測量盤后,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(fù)極端鈕組成微小 電壓測量裝置補償回路;其特征在于第一溫度補償盤A有0、1、2、……10共11個檔位,各 檔觸點間連接阻值是0. 1 Ω的電阻一只,第二溫度補償盤W2有0、1、2、……10共16個檔 位,各檔觸點間連接阻值是0. 01Ω的電阻一只,補償盤1的第" 10"觸點與100. 7972Ω電 阻R8的一端并聯(lián)節(jié)點D,補償盤W2的第" 16"觸點與100. 7972 Ω電阻R8的另一端并聯(lián)節(jié)點 E,補償盤A的第"0"觸點與補償盤W2的第"0"觸點通過1018 Ω調(diào)定電阻馬連接;第一步 進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤I與有0、1、2、……10共11個檔位的代 換盤Γ組成,測量盤I與代換盤Γ各檔觸點間連接阻值是0.01 Ω的電阻一只,測量盤I 的第"0"觸點為電路節(jié)點A,代換盤Γ的第" 10"觸點為電路節(jié)點B,第二步進(jìn)盤由有0、1、 2、……10共11個檔位的測量盤II與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΓ組成, 第三步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤III與有0、1、2、……10共11個檔 位的代換盤ΙΙΓ組成,第四步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤IV與有0、 1、2、……10共11個檔位的代換盤IV'組成,第五步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個檔 位的測量盤V與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤V'組成,第二步進(jìn)盤中測量盤II 與代換盤ΙΓ上的各個觸點,第三步進(jìn)盤中測量盤III與代換盤IIΓ上的各個觸點,第四 步進(jìn)盤中測量盤IV與代換盤IV上的各個觸點,第五步進(jìn)盤中測量盤V與代換盤V上的 各個觸點,與第一步進(jìn)盤中測量盤I與代換盤Γ對應(yīng)觸點連接,第一步進(jìn)盤測量盤I的金 屬接觸環(huán)與代換盤Γ的金屬接觸環(huán)間用999.9 Ω的電阻Ri連接,第二步進(jìn)盤測量盤II的 金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΓ的金屬接觸環(huán)間用10ΚΩ的電阻R2連接,第三步進(jìn)盤測量盤III 的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ的電阻R 3連接,第四步進(jìn)盤測量盤 IV的金屬接觸環(huán)與代換盤IV'的金屬接觸環(huán)間用1ΜΩ的電阻R4連接,第五步進(jìn)盤測量盤 V的金屬接觸環(huán)與代換盤V'的金屬接觸環(huán)間用10ΜΩ的電阻R 5連接,每個步進(jìn)盤測量盤 上的電刷與代換盤上的電刷轉(zhuǎn)動時同步,測量盤I的第"〇"觸點即節(jié)點A連接可調(diào)電阻R P3 的低電位端,代換盤Γ的第"10"觸點即節(jié)點B連接節(jié)點D,節(jié)點E連接外接工作電源E負(fù) 極端鈕;用于連接被測量"Ux"的兩個測量端鈕,正極端鈕與測量盤I的第"0"觸點連接,負(fù) 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)K后與測量盤I的第" 10"觸 點連接。
【文檔編號】G01R17/20GK104122429SQ201410363588
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】袁樂香, 駱孝峰 申請人:富陽興遠(yuǎn)儀器儀表經(jīng)營部
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