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]本实用新型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，并采用银一铜复合材料；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。
实用新型内容
[0003]本实用新型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]本实用新型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O?1.6Ω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O?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O?2 Ω之间可锁定滑动触点的可调电阻RP4，再经过200ΚΩ电阻Rtl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0、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“O”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O、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O、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O、1、2、……10共11个档位的测量盘V与有O、1、2、……10共11个档位的代换盘V组成，第三步进盘中测量盘III与代换盘Iir上的各个触点，第四步进盘中测量盘IV与代换盘IVi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999.89Ω的电阻R1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100ΚΩ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100K Ω的电阻R4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“O”触点即节点A连接测量盘I第“O”触点，测量盘I第“20”触点连接可调电阻Rp3的低电位端，代换盘ΙΓ的第“1(Γ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“Ux”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“O”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“υχ”的两个测量端钮影响可以忽略。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型的一种原理电路。
[0007]在图1中，20 X 29 Ω的可调电阻Rpi，表示可调电阻Rpi上有20只阻值是29 Ω的电阻串联，同理，20X1.5Ω的可调电阻Rp2，表示可调电阻Rp2上有20只阻值是1.5 Ω的电阻串联，第一步进盘测量盘I上的20X0.1 Ω表示测量盘I有20只阻值是0.1 Ω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Α、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ImA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=I: 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ImA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“Ux”的两个测量端钮间贡献的电压值是
0.0111 ImV,第二步进盘贡献的电压值是I X l(T2mV，第三步进盘贡献的电压值是I X l(T3mV，第四步进盘贡献的电压值是lX10_4mV，第五步进盘贡献的电压值是lX10_5mV。因此，第一步进盘每个步进是I X 1^mY,第二步进盘每个步进是是I 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= 760 Ω，可调电阻RP1 = 20X29 Ω，可调电阻RP2 = 20X 1.5 Ω，可调电阻Rp3为O?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Rtl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O?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2mY标准信号电压按极性与直流电位差计“U,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K掷向左边，调节可调电阻Rp1、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RP4，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O?1.6Ω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O?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O?2 Ω之间可锁定滑动触点的可调电阻RP4，再经过200ΚΩ电阻Rtl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0、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“O”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O、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O、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O、1、2、……10共11个档位的测量盘V与有O、1、2、……10共11个档位的代换盘V组成，第三步进盘中测量盘III与代换盘Iir上的各个触点，第四步进盘中测量盘IV与代换盘IVi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999.89Ω的电阻R1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100ΚΩ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1000K Ω的电阻R4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“O”触点即节点A连接测量盘I第“O”触点，测量盘I第“20”触点连接可调电阻Rp3的低电位端，代换盘ΙΓ的第“1(Γ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“Ux”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】G01R17/20GK204008800SQ201420419467
【公开日】2014年12月10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:袁乐香