专利名称：一种采用换位支路二量程转换的电位差计的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量直流电压的仪器。
背景技术：
当前生产的电位差计，当测量盘有三个以上时，两个测量端钮间存在开关接触电阻及变差，因此，即使工作电流小到0.1mA，开关的电刷及触点不仅采用银铜复合材料，接触面积也做得挺大，来减小测量开关步进切换时变差带来影响，这就使仪器体积变大，即便如此，也不能使电位差计分辨率小到0.1μv，另外还存在开关的热电势与接触可变热电势影响。
发明内容
本发明要解决的问题是，当电位差计内用于测量部分的步进开关有五个时，测量开关步进切换的接触电阻及变差，开关热电势不影响测量结果，使仪器分辨率达0.1μv。在量程转换时，量程转换用电阻是一位数乘10的整数次幂的阻值。
本发明的技术方案是这样的工作电流调节电阻RP1、RP2、标准化时取样用调定电阻及测量电路串联在电位差计电路中；其特征在于测量部份用两只步进盘一只双滑线盘，第一步进盘由各有18×5Ω第I测量盘及第I’代换盘组成，第二步进盘由各有10×0.55Ω的第II”代换盘组成，该进盘两把电刷相互连接，第三盘即双滑线盘，两根电阻丝阻值相同，同为0～6.05Ω，其示值刻度盘有11个大格，每格对应阻值为0.55Ω，并有110个小格；二根滑线中一根作第III测量盘滑线另一根作第III’代换盘滑线，该盘二根滑线电阻上的电刷是从同一片金属上冲下来的；第I’代换盘第18点连接4.95Ω电阻R1后与第II’代换盘第10点连接，第II测量盘0点连接9.55Ω的一只电阻R2后与第I测量盘0点连接，该盘第20点连接第III测量盘未端，第III’代换滑线始端连接一只阻值为1003.95Ω电阻R3后与第I’代换盘0点连接；第I’代换盘电刷与100Ω电阻r1并联在测量电路正极，电阻r1串联900Ω电阻r2，连接点接双刀双掷开关K1-1×0.1量程触点，电阻r2与第I测量电刷连接在单刀双掷开关中×1量程触点，单刀双掷开关的常闭触点连接在测量电路负极。
通过以上技术方案，二个步进盘及一个滑线盘用于测量部分的测量盘是用导线连接的，接触电阻及变差，不在测量回路内，影响的只是电位差计工作回路总阻，由于总阻阻值很大，所以变差可以忽略，几个μV的热电势影响的是电源电压，电源电压是伏，热电势是多少μV，两者相差10的6次方数量级，因此影响可以忽略，退一步讲，即使接触电阻变差及热电势大到不可忽略程度，可通过对标准来调整RP2的阻值得到修正，零电势可增大滑线盘与第I测量盘之间引线电阻来修正，正因为如此，降低了对开关的要求，采用小型测量步进开关后，整台仪器外型尺寸减小许多，使仪器的测量数据得到很好的重复性。由于量程转换用电阻是一位数乘10的整数次幂，可用标准电阻对量程转换用电阻阻值进行修正，提高了电位差计量程比的准确度。
附图是本发明原理电路。
具体实施例方式
在图中，由“Ux”正极经过各个测量盘，再经过切换开关K2到“Ux”负极是测量回路，由电源正极经过测量步进开关到调定电阻RN及温度补偿盘RP4，然后到电阻R0，可调电阻RP3、RP2及RP1后，回到电源负极是工作回路，从标准电池EN正极经过切换开关K2，到调定电阻RN及温度补偿盘RP4，再到标准电池负极是标准回路。当五只盘都掷“0”时，第一步进盘两把电刷间左边电阻等于110Ω，右边电阻等于1100Ω，第一步进盘两把电刷间总阻为1000Ω，因此第一盘两把电刷间总电流的10/11在左边流动，1/11在右边流动。
在×1量程时，第一步进盘两把电刷间总电阻被10倍于自身阻值电阻r1和电阻r2并联，因此流过第一步进盘两把电刷间总电流为电位差计工作电流的10/11，流过电阻r1和电阻r2的电流为电位差计工作电流的1/11；在×0.1量程时，第一步进盘两把电刷间电阻串联电阻r2后，以10倍于电阻r1的阻值与电阻r1并联，使电阻r1上的电流为电位差计工作电流的10/11，第一步进盘两把电刷间的电流为电位差计工作电流的1/11，因此测量盘上电流减小到1/10，使量限降低到1/10。
2.2mA工作电流是这样确定的，在“UX”两端的两个测量端钮按极性接上接近满量程的标准电压，开关K2掷向左边，测量盘示值与标准电压值相同，通过调节工作电流调节电阻RP1及RP2，使检流计指零，再将开关K2掷向右边，取样用调定电阻RN的阻值是463Ω，串联了0～0.7Ω可调电阻RP3，调节RP3，使检流计再次指零，再将开关K2掷向左边，调节RP2使检流计指零，又将开关K2掷向右边调节RP3使检流计指零，当开关指向左边及右边不作调节检流计均指零时，说明电位差计工作电流已标准化，即调定电阻上的压降与不饱和标准电池EN的电动势已经相等，这时将RP3锁定，该电位差计今后就以此为标准。当工作电流标准化后，在×1量程时第I测量盘掷n1，第II测量盘掷n2，第III测量盘掷n3，第IV测量盘掷n4，开关K2掷向左边，这时位于测量的两个端钮间电压为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盘的阻值按大格计算，n3表示为一位整数加小数点后面有一位数字指一大格中的一小格，×1量程时小格示值单位为10μV，在×0.1量程时为1μV。
为了测量时方便，第III盘有一大格负电势。
电路工作电源为1.5V，为了使电源工作电压在1.4V-1.65V范围内可工作，取固定电阻R0等于81Ω，可调电阻PR1＝18×5.6Ω，PR2为0～6.2Ω范围内调节。
双刀双掷开关K1-2对电阻R4及电阻R5在不同量限进行切换，目的是为了检流计G在不同量程输入阻抗进行匹配。
权利要求
一种采用换位支路二量程转换的电位差计，它有工作电流调节电阻RP1、RP2、标准化时取样用调定电阻及测量电路串联在电位差计电路中；其特征在于测量部份用两只步进盘一只双滑线盘，第一步进盘由各有18×5Ω第I测量盘及第I’代换盘组成，第二步进盘由各有10×0.55Ω的第II”代换盘组成，该进盘两把电刷相互连接，第三盘即双滑线盘，两根电阻丝阻值相同，同为0～6.05Ω，其示值刻度盘有11个大格，每格对应阻值为0.55Ω，并有110个小格；二根滑线中一根作第III测量盘滑线另一根作第III’代换盘滑线，该盘二根滑线电阻上的电刷是从同一片金属上冲下来的；第I’代换盘第18点连接4.95Ω电阻R1后与第II’代换盘第10点连接，第II测量盘0点连接9.55Ω的一只电阻R2后与第I测量盘0点连接，该盘第20点连接第III测量盘未端，第III’代换滑线始端连接一只阻值为1003.95Ω电阻R3后与第I’代换盘0点连接；第I’代换盘电刷与100Ω电阻r1并联在测量电路正极，电阻r1串联900Ω电阻r2，连接点接双刀双掷开关K1-1×0.1量程触点，电阻r2与第I测量电刷连接在单刀双掷开关中×1量程触点，单刀双掷开关的常闭触点连接在测量电路负极。
全文摘要
一种用于直流电压测量一种采用换位支路二量程转换的电位差计，它用18×5Ω作第I测量盘，用10×0.55Ω作第II测量盘，0～6.05Ω的滑线盘作第III测量盘，除了不影响测量结果的“标准——未知”转换开关外，电位差计两个测量端钮与三个测量盘之间是用导线直接连接的，测量步进开关的接触电阻，变差及热电势排除在测量结果之外，如零电势大也可以大负电势来进行补偿，电位差计采用100Ω与900Ω两只电阻采用换位支路法进行量程转换。
文档编号G01R17/20GK1991377SQ20051006234
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者骆乃光 申请人:骆乃光