有五个步进盘的直流电位差计的制作方法
【专利摘要】一种用于直流电压测量有五个步进盘的直流电位差计，它的第一步进盘由20只0.1Ω电阻构成测量盘，第二步进盘由10只0.01111Ω电阻构成的测量盘与由10只0.01111Ω电阻构成的代换盘组成，第三、第四、五步进盘的各个触点与第二步进盘中测量盘上的对应触点连接，使第三、第四、五步进盘步进盘都不需电阻，使电压测量仪器内部引线电阻上总电压降几乎为零，电压测量仪器测量时能够忽略零电势及热电势影响。
【专利说明】有五个步进盘的直流电位差计
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对直流电压进行测量的仪器。
【背景技术】
[0002] 当前对于有五个步进盘的直流电位差计，在五个步进盘之间的连接上，中间盘普 遍采用开关切换，这样就产生接触电阻的变差，给分辨率带来限制。为了克服该问题，一般 采用大电刷以增大接触面积，并采用银-铜复合材料；申请号200810121911. 4公开了有五 个步进盘的直流电位差计解决开关接触电阻变差的新方法，它的五个步进盘都由测量盘及 代换盘组成，不含辅助盘，每个测量盘及代换盘上都有电阻，它的五个步进盘上的测量盘与 代换盘在电路中组成了桥式线路，它最大的毛病在于误差不独立，一旦测量盘某点示值超 差，就无法确定是哪只电阻超差引起的，这对鉴定与维修带来不便。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计一种有五个步进盘的直流电位差计，它不采用桥式线路，这 样误差可以独立，且后三个步进盘触点间没有电阻，这可以降低成本，减小仪器体积。
[0004] 本发明的技术方案这样采取：从直流电位差计3V工作电源的正极经过760Ω电 阻RM、由20只29 Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由20只1. 5 Ω电阻串联构成的可调电阻 RP2、及调节范围在〇?1.6 Ω之间的可调电阻RP3，经过经过五个步进盘，到1018 Ω调定电阻 RN，再经过〇?2 Ω可锁定滑动触点的可调电阻RP4回到直流电位差计3V工作电源的负极组 成直流电位差计工作回路；从不饱和标准电池EN正极经过两个常闭触点之间接有检流计 G的双刀双掷开关K到1018 Ω调定电阻RN和调节范围在0?2 Ω之间可锁定滑动触点的 可调电阻RP4，再经过200K Ω电阻&到标准电池EN负极组成直流电位差计标准回路；用于 连接被测量"Ux"的两个端钮，正极端钮经过五个测量盘后，再经过两个常闭触点之间接有 检流计G的双刀双掷开关K到负极端钮组成直流电位差计补偿回路；其特征在于第一步进 盘是有0、1、2、……20共21个档位的测量盘I，测量盘I上每两个相邻触点间焊接0. 1 Ω 电阻一只，第二步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘II与有0、1、2、……10 共11个档位的代换盘ΙΓ组成，测量盘II与代换盘ΙΓ上每两个相邻触点间焊接阻值是 0. 01111 Ω的电阻一只，测量盘II的第"0"触点为电路节点A，代换盘ΙΓ的第"10"触点 为电路节点B，第三步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘III与有0、1、2、…… 10共11个档位的代换盘ΙΙΓ组成，第四步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量 盘IV与有0、1、2、……10共11个档位的代换盘IV'组成，第五步进盘由有0、1、2、…… 10共11个档位的测量盘V与有0、1、2、……10共11个档位的代换盘t组成，第三步进 盘中测量盘III与代换盘IIΓ上的各个触点，第四步进盘中测量盘IV与代换盘IV'上的 各个触点，第五步进盘中测量盘V与代换盘V'上的各个触点，与第二步进盘中测量盘II与 代换盘ΙΓ对应触点连接，第二步进盘测量盘II的金属接触环与代换盘ΙΓ的金属接触 环间用999. 89 Ω的电阻Ri连接，第三步进盘测量盘III的金属接触环与代换盘ΙΙΓ的金 属接触环间用9999. 89 Ω的电阻R2连接，第四步进盘测量盘IV的金属接触环与代换盘It 的金属接触环间用100K Ω的电阻R3连接，第五步进盘测量盘V的金属接触环与代换盘V' 的金属接触环间用1000ΚΩ的电阻R 4连接，每个步进盘测量盘上的电刷与代换盘上的电刷 转动时同步，测量盘II的第"〇"触点即节点A连接测量盘I第"0"触点，测量盘I第"20" 触点连接可调电阻R P3的低电位端，代换盘ΙΓ的第"10"触点即节点B连接调定电阻RN的 高电位端，用于连接被测量"U x"的两个测量端钮，正极端钮与测量盘I的金属接触环连接， 负极端钮经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K后与测量盘II的第" 10" 触点连接。
[0005] 通过以上技术方案，第三、第四、第五步进盘触点间都没有电阻，且五个步进盘误 差独立，后四盘相同步进的误差一致，这给调试与维修带来方便，也使直流电位差计结构简 单，体积缩小，从而降低了生产成本；当直流电位差计五个测量盘置"〇"时，直流电位差计 的内部线路总电势是A点电位，一点电位为"0"，所以本直流电位差计的零电势很小，五个 步进盘各个支路几个μ v的热电势都串联在以伏为单位的电压降上，因此热电势对"ux"的 两个测量端钮影响可以忽略。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本发明的一种原理电路。
[0007] 在图1中，20 X 29 Ω的可调电阻RP1，表示可调电阻RP1上有20只阻值是29 Ω的 电阻串联，同理，20Χ1.5Ω的可调电阻RP2，表示可调电阻RP2上有20只阻值是1.5Ω的电 阻串联，第一步进盘测量盘I上的20X0. 1Ω表示测量盘I有20只阻值是0. 1Ω的电阻串 联，
[0008] 第二步进盘测量盘II与代换盘ΙΓ上的10X0. 01111 Ω，表示测量盘II与代换 盘ΙΓ上都有10只阻值是0.01111 Ω的电阻串联，
[0009] 在图1中，步进盘上粗黑线条表示金属接触环，空心小圆圈表示金属触点，双向箭 头表不金属电刷。
【具体实施方式】
[0010] 实施例1，在图1中，节点A、节点B之间的后四个步进盘中任意一个步进盘转动 时，电流流过测量盘增加的电阻等于电流流过代换盘减少的电阻，反之也然，所以，后四个 步进盘不管置何示值，该步进盘在节点A与节点B之间电阻值不变，这能保证后四个步进盘 不管置何示值，各步进盘电阻比值基本不变，也保证各步进盘的电流基本不变。
[0011] 直流电位差计标准工作电流设计成1mA，直流电位差计1mA工作电流经过节点A后 分成四路：一路经过测量盘II，一路经过测量盘III，一路经过测量盘IV，一路经过测量盘 V，四路电流汇合于节点B ;节点A、节点B之间各支路电阻比：第五步进盘：第四步进：第 三步进盘：第二步进盘= 1000 : 100 : 10 : 1，所以，流过节点A、节点B之间各支路电流 比为：第五步进盘：第四步进：第三步进盘：第二步进盘=1 : 10 : 100 : 1000,当两个 常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K置在左边时，直流电位差计1mA电流全部流 过测量盘II上某一个电阻，这个电阻在连接被测量"U x"的两个测量端钮间贡献的电压值是 0. 0111 lmV，第二步进盘贡献的电压值是1 X l(T2mV，第三步进盘贡献的电压值是1 X l(T3mV， 第四步进盘贡献的电压值是1X 10_4mV，第五步进盘贡献的电压值是1X l(T5mV。因此，第一 步进盘每个步进是1 X K^mV，第二步进盘每个步进是是1 X 10_2mV，第三步进盘每个步进是 是lX10_3mV，第四步进盘每个步进是是lX10_ 4mV，第五步进盘每个步进是lX10_5mV。
[0012] 直流电位差计工作电压为3V，由于干电池每节稳定电动势在1. 4V?1. 65V之间， 为实现电源电压在1. 35V?1. 65V均能把直流电位差计工作电流调整到标准状态，取固定 电阻RM= 760Ω，可调电阻= 20Χ29Ω，可调电阻RP2 = 20Χ1.5Ω，可调电阻心3为 0?1.6Ω，这样用两组干电池串联起来就可以作为直流电位差计工作电源，也可以用外接 3V稳压电源工作。
[0013] 在标准回路中，为避免回路电流过大，采用200ΚΩ电阻R。来限流，由于不饱和标 准电池的电动势是离散的，在1. 0188V?1. 0196V之间，标准化的工作电流为1mA，因此调定 电阻RN取1018 Ω，外加0?2 Ω可锁定的可调电阻RP4，可以覆盖标准电池电动势的变化范 围。
[0014] 直流电位差计的标准工作电流是这样获得：把2mV标准信号电压按极性与直流电 位差计"U x"两个测量端钮连接，直流电位差计各步进盘总示值与标准信号电压值相同，双 刀双掷开关κ掷向左边，调节可调电阻R P1、可调电阻RP2及可调电阻RP3，使检流计G指零； 再将双刀双掷开关K掷向右边，调节可调电阻R P4，使检流计G指零，再重复一次后，把可调 电阻RP4锁定，这时直流电位差计的工作电流就标准化，仪器使用时，先校对标准，要对读数 盘进行读数时，校对标准后再读数。
【权利要求】
1. 一种有五个步进盘的直流电位差计，从直流电位差计3V工作电源的正极经过760 Ω 电阻RM、由20只29 Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由20只1. 5 Ω电阻串联构成的可调电 阻RP2、及调节范围在0?1.6 Ω之间的可调电阻RP3，经过经过五个步进盘，到1018 Ω调定 电阻RN，再经过〇?2 Ω可锁定滑动触点的可调电阻RP4回到直流电位差计3V工作电源的 负极组成直流电位差计工作回路；从不饱和标准电池E N正极经过两个常闭触点之间接有检 流计G的双刀双掷开关K到1018 Ω调定电阻RN和调节范围在0?2 Ω之间可锁定滑动触 点的可调电阻RP4,再经过200ΚΩ电阻&到标准电池EN负极组成直流电位差计标准回路；用 于连接被测量"U x"的两个端钮，正极端钮经过五个测量盘后，再经过两个常闭触点之间接 有检流计G的双刀双掷开关K到负极端钮组成直流电位差计补偿回路；其特征在于第一步 进盘是有〇、1、2、……20共21个档位的测量盘I，测量盘I上每两个相邻触点间焊接0. 1 Ω 电阻一只，第二步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘II与有0、1、2、……10 共11个档位的代换盘ΙΓ组成，测量盘II与代换盘ΙΓ上每两个相邻触点间焊接阻值是 0. 01111 Ω的电阻一只，测量盘II的第"0"触点为电路节点A，代换盘ΙΓ的第"10"触点 为电路节点B，第三步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘III与有0、1、2、…… 10共11个档位的代换盘ΙΙΓ组成，第四步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量 盘IV与有0、1、2、……10共11个档位的代换盘IV'组成，第五步进盘由有0、1、2、…… 10共11个档位的测量盘V与有0、1、2、……10共11个档位的代换盘f组成，第三步进 盘中测量盘III与代换盘IIΓ上的各个触点，第四步进盘中测量盘IV与代换盘IV'上的 各个触点，第五步进盘中测量盘V与代换盘V'上的各个触点，与第二步进盘中测量盘II与 代换盘ΙΓ对应触点连接，第二步进盘测量盘II的金属接触环与代换盘ΙΓ的金属接触 环间用999. 89 Ω的电阻Ri连接，第三步进盘测量盘III的金属接触环与代换盘ΙΙΓ的金 属接触环间用9999. 89 Ω的电阻R2连接，第四步进盘测量盘IV的金属接触环与代换盘IV 的金属接触环间用100K Ω的电阻R3连接，第五步进盘测量盘V的金属接触环与代换盘V' 的金属接触环间用1000ΚΩ的电阻R 4连接，每个步进盘测量盘上的电刷与代换盘上的电刷 转动时同步，测量盘II的第"〇"触点即节点A连接测量盘I第"0"触点，测量盘I第"20" 触点连接可调电阻R P3的低电位端，代换盘ΙΓ的第"10"触点即节点B连接调定电阻RN的 高电位端，用于连接被测量"U x"的两个测量端钮，正极端钮与测量盘I的金属接触环连接， 负极端钮经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K后与测量盘II的第" 10" 触点连接。
【文档编号】G01R17/20GK104101755SQ201410363528
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】袁乐香, 骆晓峰 申请人:富阳兴远仪器仪表经营部