專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高值哈蒙電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電測(cè)量技術(shù)，特別是一種測(cè)量用哈蒙電阻器。
背景技術(shù)：
哈蒙電阻器是一組等值電阻以串、并聯(lián)方式工作的電阻器，主要應(yīng)用于精密直流電阻 測(cè)量領(lǐng)域。具體的原理如下n個(gè)同標(biāo)稱(chēng)值電阻R并聯(lián)時(shí)，并聯(lián)電阻阻值對(duì)于R/n的相對(duì)偏 差近似等于串聯(lián)阻值對(duì)于nR的相對(duì)偏差。這n個(gè)電阻的一致程度是影響并聯(lián)阻值相對(duì)偏差 和串聯(lián)阻值相對(duì)偏差一致性近似程度的重要因素。
以下是數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程
假設(shè)n個(gè)電阻標(biāo)稱(chēng)值為R,實(shí)際值為R,， R2，……Rn，它們的算數(shù)平均值為Ro， R尸 Ro(l+d)， R2=R0(1+C2)，……Rn=Ro(l+Cn)， Cj為第i只電阻的相對(duì)偏差，且有
則串聯(lián)電阻實(shí)際阻值為R產(chǎn)ivRo。
而按標(biāo)稱(chēng)值則串聯(lián)阻值為n.R，設(shè)串聯(lián)阻值相對(duì)偏差為Cs，因此有這樣一組關(guān)系.-
Rs=n'R(l+Cs)...................-............①
并聯(lián)阻值Rp，等式如下 1 — 1 1 1 J 1
Ci一般為小于0.01。/o的值，做級(jí)數(shù)展開(kāi)，略去三階及以上小量，得到
丄=1:~~^~~ 丄("-紅+紅2)=上(1+丄紅2)'
、臺(tái)/ 。(l + C,.) i 。、 臺(tái)'臺(tái)'乂 i 。、"臺(tái)'乂
如果挑選G為小于0.01%的電阻，則丄fc;2小于io-8，可以略去不計(jì)，②式化簡(jiǎn)為
丄一A T一凡，
因此，《="2^........................................③
按標(biāo)稱(chēng)值則并聯(lián)阻值為^設(shè)并聯(lián)阻值相對(duì)偏差為Cp，因此有這樣一組關(guān)系
^2(i+c》....................................④
將①和④代入③，最后得到:
c 二c表達(dá)式⑤說(shuō)明在忽略高階小量情況下n只電阻的串聯(lián)阻值的相對(duì)偏差等于并聯(lián)阻值相 對(duì)偏差。綜合③和⑤，被稱(chēng)為哈蒙原理。
n個(gè)電阻阻值的一致程度與其串、并聯(lián)阻值相對(duì)偏差的一致性是"平方"關(guān)系，因此靠 挑選一致程度較好的一組電阻R即可獲得極高的串并聯(lián)阻值一致性，通?？梢哉J(rèn)為，n個(gè) 電阻R的并聯(lián)阻值的相對(duì)偏差等于這些電阻串聯(lián)阻值的相對(duì)偏差。
根據(jù)哈蒙原理，挑選n個(gè)阻值一致性較好的電阻可以準(zhǔn)確得到1: 112或者112: l的電阻 量值比例關(guān)系，實(shí)現(xiàn)電阻量值的大比例傳遞。圖1顯示了哈蒙電阻器的原理，A,和Bj是工 作電阻的兩個(gè)端點(diǎn)，i為自然數(shù)，圖1所示的是工作電阻處于串聯(lián)狀態(tài)，如果將全部Ai電連 接在一起，同時(shí)將全部Bi電連接在一起，則工作電阻組成了并聯(lián)電路。
哈蒙電阻器的工作電阻(即上述構(gòu)成串、并聯(lián)關(guān)系的電阻R)常采用中、低值電阻， 而當(dāng)工作電阻采用高值電阻(阻值大于1兆歐的電阻)時(shí)，存在的泄漏電流會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié) 果出現(xiàn)較大的誤差。高值哈蒙電阻器產(chǎn)生泄漏電流的一個(gè)原因是現(xiàn)有的哈蒙電阻器在電 阻器的殼體外設(shè)置接線端子(接線端子與工作電阻的端點(diǎn)連接)，手工操作接線端子建立電 連接使工作電阻實(shí)現(xiàn)串、并聯(lián)換接。現(xiàn)有的工作電阻串、并聯(lián)換接過(guò)程通過(guò)手工操作，不 但操作復(fù)雜，并且隨時(shí)間和次數(shù)的增加，接線端子表面會(huì)被導(dǎo)電性較強(qiáng)的物質(zhì)污染，從而 使泄漏電流加大，影響高值哈蒙電阻器測(cè)量的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決高值哈蒙電阻器在使用過(guò)程中存在泄漏電流導(dǎo)致測(cè)量準(zhǔn)確度低的問(wèn)題，本發(fā) 明提供了一種新型易換接式高值哈蒙電阻器，避免接線端子暴露在操作環(huán)境中導(dǎo)致的污染， 從而有效避免了泄漏電流的產(chǎn)生，提高了高值哈蒙電阻器測(cè)量的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
高值哈蒙電阻器包括兩塊電路板，第一塊電路板上設(shè)置有由工作電阻組成的串聯(lián)電路， 第二塊電路板上設(shè)置有兩根不聯(lián)通的導(dǎo)線，當(dāng)兩塊電路板接觸時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一塊電路板上若 干工作電阻的每個(gè)工作電阻兩個(gè)端點(diǎn)分別與第二塊電路板上的兩根導(dǎo)線接觸，形成由所述 工作電阻組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩塊電路板分開(kāi)時(shí)兩塊電路板處于相互獨(dú)立狀態(tài)。
所述兩塊電路板設(shè)置于同一密閉的殼體內(nèi)，在殼體上設(shè)置有控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)控制 兩塊電路板的接觸與分開(kāi)。
第一塊電路板上每個(gè)工作電阻的兩個(gè)端點(diǎn)分別位于兩個(gè)直徑不等的同心圓周上，第二 塊電路板上的兩根導(dǎo)線設(shè)置成兩個(gè)直徑不等的同心圓，當(dāng)兩塊電路板實(shí)現(xiàn)所述接觸時(shí)，第 二塊電路板上的兩個(gè)同心圓與第一塊電路板上的兩個(gè)同心圓周分別重合接觸，即第一塊電 路板上每個(gè)工作電阻兩個(gè)端點(diǎn)分別與第二塊電路板上的兩根導(dǎo)線接觸。
所述第一塊電路板和第二塊電路板的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
第一塊電路板上所述端點(diǎn)與所述導(dǎo)線接觸的結(jié)構(gòu)為彈性金屬片，當(dāng)兩塊電路板實(shí)現(xiàn)所 述接觸時(shí)，所述彈性形金屬片與所述導(dǎo)線接觸。
本發(fā)明的技術(shù)效果
4本發(fā)明的高值哈蒙電阻器通過(guò)兩塊電路板的接觸與分離實(shí)現(xiàn)哈蒙電阻器的并聯(lián)和串聯(lián) 兩個(gè)狀態(tài)，避免了手動(dòng)插接接頭等繁瑣的操作，及導(dǎo)致的接線端子受到污染，進(jìn)而解決高 值哈蒙電阻產(chǎn)生泄漏電流的問(wèn)題，提高了了高值哈蒙電阻器測(cè)量的準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明 的目的。


圖1為哈蒙電阻器原理圖。
圖2為本發(fā)明高值哈蒙電阻器第一塊電路板的結(jié)構(gòu)圖。 圖3為本發(fā)明高值哈蒙電阻器第二塊電路板的結(jié)構(gòu)圖。 圖4為裝配好的本發(fā)明高值哈蒙電阻器的結(jié)構(gòu)圖。 圖中標(biāo)識(shí)說(shuō)明如下
1、工作電阻；2、接線端點(diǎn)；3、接線端點(diǎn)；4、導(dǎo)線；5、導(dǎo)線；6、控制機(jī)構(gòu)；7、第 二塊電路板；8、第一塊電路板；9、彈性金屬片。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖2顯示了本發(fā)明電阻器的第一塊電路板的結(jié)構(gòu)，該電路板為圓形板面，板面上輻射 狀分布若干工作電阻l,這些工作電阻l在該電路板上串聯(lián)連接，串聯(lián)的電路上黑色圓點(diǎn)為 接線端點(diǎn)，如突出板面的金屬柱。接線端點(diǎn)也就是工作電阻的端點(diǎn)(也被稱(chēng)為工作電阻的 引腳)，每個(gè)工作電阻均具有兩個(gè)接線端點(diǎn)。在第一塊電路板上，接線端點(diǎn)的分成兩組(與 圖l中工作電阻的端點(diǎn)分組相同，分為A組和B組，同一組的接線端點(diǎn)的代號(hào)為A或B加 下標(biāo))，圖2中接線端點(diǎn)2和接線端點(diǎn)3分別屬于兩個(gè)組，同一組的接線端點(diǎn)位于一個(gè)圓周 上，兩組接線端點(diǎn)的布局構(gòu)成了兩個(gè)直徑不同的同心圓。
圖3顯示的是本發(fā)明電阻器的第二塊電路板的結(jié)構(gòu)，該電路板同樣為圓形板面，板面 上設(shè)置兩根導(dǎo)線(導(dǎo)線4和導(dǎo)線5)構(gòu)成兩個(gè)同心圓，同心圓上設(shè)置的黑點(diǎn)為接線端點(diǎn)。第 二塊電路板上的兩個(gè)同心圓的尺寸分別與第一塊電路板上的兩個(gè)同心圓尺寸相同。當(dāng)?shù)谝?塊電路板與第二塊電路板接觸時(shí)，第二塊電路板上的兩個(gè)同心圓與第一塊電路板上的兩個(gè) 同心圓周分別重合接觸，即第一塊電路板上每個(gè)工作電阻兩個(gè)端點(diǎn)分別與第二塊電路板上 的兩根導(dǎo)線接觸。第二塊電路板上的接線端點(diǎn)與第一塊電路板上的接線端點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，即 第二塊電路板上的接線端點(diǎn)與第一塊電路板上的接線端點(diǎn)能夠?qū)?兩塊電路板上的接線 端點(diǎn)之間可通過(guò)金屬柱與金屬槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行插接)，這時(shí)實(shí)現(xiàn)了工作電阻并聯(lián)連接的狀態(tài)。
當(dāng)然，本發(fā)明的主要思路是通過(guò)兩塊電路板的接觸與分離達(dá)成避免手動(dòng)插接接線端點(diǎn) 而造成端點(diǎn)污染，并不限定工作電阻的排布形式，只要能夠達(dá)成這個(gè)目標(biāo)即可。因此，也 可以采用長(zhǎng)方形等工作電阻的排布形式，圖2和圖3所示的優(yōu)選實(shí)施例空間利用率更好。
本發(fā)明的兩塊電路板的材質(zhì)采用聚四氟乙烯，這不同于常規(guī)的電路板材質(zhì)。使用聚四 氟乙烯制作電路板的好處在于該材質(zhì)絕緣性更好，不易吸水，更有利于高值電阻情況下對(duì) 精度的要求。 一般電路板沒(méi)有采用聚四氟乙烯的主要原因在于元件不易在電路板上固定，而本發(fā)明的電路板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以采用螺釘?shù)裙潭ǚ椒ǎY(jié)構(gòu)可靠。
圖4為本發(fā)明裝配好的高值哈蒙電阻器的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)圖。第一塊電路板8和第二 塊電路板7相對(duì)設(shè)置。第一塊電路板8和第二塊電路板7的接觸與分離依靠控制桿6和彈 簧構(gòu)成的控制機(jī)構(gòu)完成，控制桿6為一個(gè)彎曲桿，以圖4中所示的控制桿6的左下端為旋 轉(zhuǎn)中心，在圖4中控制桿6進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則控制桿6下壓第二塊電路板7與第一塊電 路板8接觸。與上述動(dòng)作相反，控制桿6進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，撤出了對(duì)第二塊電路板7的下 壓力，則在彈簧作用下第二塊電路板7上升，與第一塊電路板8脫離接觸。為了進(jìn)一步避 免外界環(huán)境對(duì)高值電阻精度的影響，將第一塊電路板8和第二塊電路板7設(shè)置在密閉的殼 體內(nèi)。圖4所示的實(shí)施例中第一塊電路板上的接線端點(diǎn)與第二塊電路板上的接線端點(diǎn)接觸 的結(jié)構(gòu)為彈性金屬片9，彈性金屬片9由具有彈性的金屬片彎曲成半圓形，當(dāng)?shù)诙K電路板 7下行與第一塊電路板8接觸，拱起的彈性金屬片9與第二塊電路板7上的接線端點(diǎn)接觸。 由于彈性金屬片9具有的彈性，使得在圖4所示的上、下方向上一定范圍內(nèi)，彈性金屬片9 均可以與第二塊電路板7上的接線端點(diǎn)保持接觸，這可以降低對(duì)第一塊電路板8與第二塊 電路板7接觸時(shí)的精度要求，即假使第一塊電路板8和第二塊電路板7相接觸的板面有一 定誤差，不能保證兩個(gè)板面上所有點(diǎn)同時(shí)接觸，工作電阻l之間也能形成有效的并聯(lián)電路。
權(quán)利要求
1、高值哈蒙電阻器，其特征在于包括兩塊電路板，第一塊電路板上設(shè)置有由工作電阻組成的串聯(lián)電路，第二塊電路板上設(shè)置有兩根不聯(lián)通的導(dǎo)線，當(dāng)兩塊電路板接觸時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一塊電路板上若干工作電阻的每個(gè)工作電阻兩個(gè)端點(diǎn)分別與第二塊電路板上的兩根導(dǎo)線接觸，形成由所述工作電阻組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩塊電路板分開(kāi)時(shí)兩塊電路板處于相互獨(dú)立狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述高值哈蒙電阻器，其特征在于所述兩塊電路板設(shè)置于同一密閉的殼體內(nèi)，在殼體上設(shè)置有控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)控制兩塊電路板的接觸與分開(kāi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高值哈蒙電阻器，其特征在于第一塊電路板上每個(gè)工作電阻的兩個(gè)端點(diǎn)分別位于兩個(gè)直徑不等的同心圓周上，第二塊電路板上的兩根導(dǎo)線設(shè)置成兩個(gè)直徑不等的同心圓，當(dāng)兩塊電路板實(shí)現(xiàn)所述接觸時(shí)，第二塊電路板上的兩個(gè)同心圓與第一塊電路板上的兩個(gè)同心圓周分別重合接觸，即第一塊電路板上每個(gè)工作電阻兩個(gè)端點(diǎn)分別與第二塊電路板上的兩根導(dǎo)線接觸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述高值哈蒙電阻器，其特征在于所述第一塊電路板和第二塊電路板的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述高值哈蒙電阻器，其特征在于第一塊電路板上所述端點(diǎn)與所述導(dǎo)線接觸的結(jié)構(gòu)為彈性金屬片，當(dāng)兩塊電路板實(shí)現(xiàn)所述接觸時(shí)，所述彈性形金屬片與所述導(dǎo)線接觸。
全文摘要
為了解決高值哈蒙電阻器在使用過(guò)程中存在泄漏電流導(dǎo)致測(cè)量準(zhǔn)確度低的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種易換接式高值哈蒙電阻器，包括兩塊電路板，第一塊電路板上設(shè)置有由工作電阻組成的串聯(lián)電路，第二塊電路板上設(shè)置有兩根不聯(lián)通的導(dǎo)線，當(dāng)兩塊電路板接觸時(shí)，實(shí)現(xiàn)第一塊電路板上若干工作電阻的每個(gè)工作電阻兩個(gè)端點(diǎn)分別與第二塊電路板上的兩根導(dǎo)線接觸，形成由所述工作電阻組成的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩塊電路板分開(kāi)時(shí)兩塊電路板處于相互獨(dú)立狀態(tài)。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于電路測(cè)量領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01C1/16GK101661817SQ200910092468
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者蔡建臻, 黃曉釘 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一四研究所