專利名稱:一種采用換位支路二量程轉換的電位差計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量直流電壓的儀器。
背景技術：
當前生產的電位差計，當測量盤有三個以上時，兩個測量端鈕間存在開關接觸電阻及變差，因此，即使工作電流小到0.1mA，開關的電刷及觸點不僅采用銀銅復合材料，接觸面積也做得挺大，來減小測量開關步進切換時變差帶來影響，這就使儀器體積變大，即便如此，也不能使電位差計分辨率小到0.1μv，另外還存在開關的熱電勢與接觸可變熱電勢影響。

發(fā)明內容本發(fā)明要解決的問題是，當電位差計內用于測量部分的步進開關有五個時，測量開關步進切換的接觸電阻及變差，開關熱電勢不影響測量結果，使儀器分辨率達0.1μv。在量程轉換時，量程轉換用電阻是一位數乘10的整數次冪的阻值。
本發(fā)明的技術方案是這樣的工作電流調節(jié)電阻RP1、RP2、標準化時取樣用調定電阻及測量電路串聯在電位差計電路中；其特征在于測量部份用兩只步進盤一只雙滑線盤，第一步進盤由各有18×5Ω第I測量盤及第I’代換盤組成，第二步進盤由各有10×0.55Ω的第II”代換盤組成，該進盤兩把電刷相互連接，第三盤即雙滑線盤，兩根電阻絲阻值相同，同為0～6.05Ω，其示值刻度盤有11個大格，每格對應阻值為0.55Ω，并有110個小格；二根滑線中一根作第III測量盤滑線另一根作第III’代換盤滑線，該盤二根滑線電阻上的電刷是從同一片金屬上沖下來的；第I’代換盤第18點連接4.95Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點連接，第II測量盤0點連接9.55Ω的一只電阻R2后與第I測量盤0點連接，該盤第20點連接第III測量盤未端，第III’代換滑線始端連接一只阻值為1003.95Ω電阻R3后與第I’代換盤0點連接；第I’代換盤電刷與100Ω電阻r1并聯在測量電路正極，電阻r1串聯900Ω電阻r2，連接點接雙刀雙擲開關K1-1×0.1量程觸點，電阻r2與第I測量電刷連接在單刀雙擲開關中×1量程觸點，單刀雙擲開關的常閉觸點連接在測量電路負極。
通過以上技術方案，二個步進盤及一個滑線盤用于測量部分的測量盤是用導線連接的，接觸電阻及變差，不在測量回路內，影響的只是電位差計工作回路總阻，由于總阻阻值很大，所以變差可以忽略，幾個μV的熱電勢影響的是電源電壓，電源電壓是伏，熱電勢是多少μV，兩者相差10的6次方數量級，因此影響可以忽略，退一步講，即使接觸電阻變差及熱電勢大到不可忽略程度，可通過對標準來調整RP2的阻值得到修正，零電勢可增大滑線盤與第I測量盤之間引線電阻來修正，正因為如此，降低了對開關的要求，采用小型測量步進開關后，整臺儀器外型尺寸減小許多，使儀器的測量數據得到很好的重復性。由于量程轉換用電阻是一位數乘10的整數次冪，可用標準電阻對量程轉換用電阻阻值進行修正，提高了電位差計量程比的準確度。
附圖是本發(fā)明原理電路。
具體實施方式在圖中，由“Ux”正極經過各個測量盤，再經過切換開關K2到“Ux”負極是測量回路，由電源正極經過測量步進開關到調定電阻RN及溫度補償盤RP4，然后到電阻R0，可調電阻RP3、RP2及RP1后，回到電源負極是工作回路，從標準電池EN正極經過切換開關K2，到調定電阻RN及溫度補償盤RP4，再到標準電池負極是標準回路。當五只盤都擲“0”時，第一步進盤兩把電刷間左邊電阻等于110Ω，右邊電阻等于1100Ω，第一步進盤兩把電刷間總阻為1000Ω，因此第一盤兩把電刷間總電流的10/11在左邊流動，1/11在右邊流動。
在×1量程時，第一步進盤兩把電刷間總電阻被10倍于自身阻值電阻r1和電阻r2并聯，因此流過第一步進盤兩把電刷間總電流為電位差計工作電流的10/11，流過電阻r1和電阻r2的電流為電位差計工作電流的1/11；在×0.1量程時，第一步進盤兩把電刷間電阻串聯電阻r2后，以10倍于電阻r1的阻值與電阻r1并聯，使電阻r1上的電流為電位差計工作電流的10/11，第一步進盤兩把電刷間的電流為電位差計工作電流的1/11，因此測量盤上電流減小到1/10，使量限降低到1/10。
2.2mA工作電流是這樣確定的，在“UX”兩端的兩個測量端鈕按極性接上接近滿量程的標準電壓，開關K2擲向左邊，測量盤示值與標準電壓值相同，通過調節(jié)工作電流調節(jié)電阻RP1及RP2，使檢流計指零，再將開關K2擲向右邊，取樣用調定電阻RN的阻值是463Ω，串聯了0～0.7Ω可調電阻RP3，調節(jié)RP3，使檢流計再次指零，再將開關K2擲向左邊，調節(jié)RP2使檢流計指零，又將開關K2擲向右邊調節(jié)RP3使檢流計指零，當開關指向左邊及右邊不作調節(jié)檢流計均指零時，說明電位差計工作電流已標準化，即調定電阻上的壓降與不飽和標準電池EN的電動勢已經相等，這時將RP3鎖定，該電位差計今后就以此為標準。當工作電流標準化后，在×1量程時第I測量盤擲n1，第II測量盤擲n2，第III測量盤擲n3，第IV測量盤擲n4，開關K2擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為Ux＝20/11×0.55n2+20/11×(9+0.55)+20/11×5n1-2/11×(18-n1)×5-2/11×(10-n3)×0.55(mv)＝n2+180/11+1+100n1/11-180/11+10n1/11-1+0.1n3(mv)＝n2+200/11+1+100n1/11-200/11+10n1/11-1+0.1n3(mv)＝10n1+n2+0.1n3(mv)以上第III盤的阻值按大格計算，n3表示為一位整數加小數點后面有一位數字指一大格中的一小格，×1量程時小格示值單位為10μV，在×0.1量程時為1μV。
為了測量時方便，第III盤有一大格負電勢。
電路工作電源為1.5V，為了使電源工作電壓在1.4V-1.65V范圍內可工作，取固定電阻R0等于81Ω，可調電阻PR1＝18×5.6Ω，PR2為0～6.2Ω范圍內調節(jié)。
雙刀雙擲開關K1-2對電阻R4及電阻R5在不同量限進行切換，目的是為了檢流計G在不同量程輸入阻抗進行匹配。
權利要求
一種采用換位支路二量程轉換的電位差計，它有工作電流調節(jié)電阻RP1、RP2、標準化時取樣用調定電阻及測量電路串聯在電位差計電路中；其特征在于測量部份用兩只步進盤一只雙滑線盤，第一步進盤由各有18×5Ω第I測量盤及第I’代換盤組成，第二步進盤由各有10×0.55Ω的第II”代換盤組成，該進盤兩把電刷相互連接，第三盤即雙滑線盤，兩根電阻絲阻值相同，同為0～6.05Ω，其示值刻度盤有11個大格，每格對應阻值為0.55Ω，并有110個小格；二根滑線中一根作第III測量盤滑線另一根作第III’代換盤滑線，該盤二根滑線電阻上的電刷是從同一片金屬上沖下來的；第I’代換盤第18點連接4.95Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點連接，第II測量盤0點連接9.55Ω的一只電阻R2后與第I測量盤0點連接，該盤第20點連接第III測量盤未端，第III’代換滑線始端連接一只阻值為1003.95Ω電阻R3后與第I’代換盤0點連接；第I’代換盤電刷與100Ω電阻r1并聯在測量電路正極，電阻r1串聯900Ω電阻r2，連接點接雙刀雙擲開關K1-1×0.1量程觸點，電阻r2與第I測量電刷連接在單刀雙擲開關中×1量程觸點，單刀雙擲開關的常閉觸點連接在測量電路負極。
專利摘要
一種用于直流電壓測量一種采用換位支路二量程轉換的電位差計，它用18×5Ω作第I測量盤，用10×0.55Ω作第II測量盤，0～6.05Ω的滑線盤作第III測量盤，除了不影響測量結果的“標準——未知”轉換開關外，電位差計兩個測量端鈕與三個測量盤之間是用導線直接連接的，測量步進開關的接觸電阻，變差及熱電勢排除在測量結果之外，如零電勢大也可以大負電勢來進行補償，電位差計采用100Ω與900Ω兩只電阻采用換位支路法進行量程轉換。
文檔編號G01R17/20GK1991377SQ200510062346
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日
發(fā)明者駱乃光 申請人:駱乃光導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan