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電位差計的制作方法
【專利摘要】一種用于直流電壓測量有四個步進盤的電位差計，它的每個步進盤都由測量盤和與測量盤結(jié)構(gòu)相同的代換盤組成，它第一步進盤上測量盤與代換盤的觸點間焊有電阻，其余步進盤上都沒有電阻，它使電位差計內(nèi)部引線電阻、開關(guān)接觸電阻及變差、熱電勢對電位差計影響都能夠忽略。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對直流電壓進行測量的儀器。 電位差計

【背景技術(shù)】
[0002] 當前對于有四個步進盤的電位差計，在四個步進盤之間的連接上，中間盤普遍采 用開關(guān)切換，這樣就產(chǎn)生接觸電阻的變差，給分辨率帶來限制。為了克服該問題，一般采用 大電刷以增大接觸面積，并采用銀-銅復(fù)合材料；申請?zhí)?00810120441. X公開了有四個步 進盤的電位差計解決開關(guān)接觸電阻變差的新方法，它的四個步進盤都由測量盤及代換盤組 成，不含輔助盤，每個測量盤及代換盤上都有電阻，它的四個步進盤上的測量盤與代換盤在 電路中組成了橋式線路，它最大的毛病在于誤差不獨立，一旦測量盤某點示值超差，就無法 確定是哪只電阻超差引起的，這對鑒定與維修帶來不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是設(shè)計一種有四個步進盤的電位差計，它不采用橋式線路，這樣誤 差可以獨立，且后三個步進盤觸點間沒有電阻，這可以降低成本，減小儀器體積。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案這樣采取：從電位差計10?11V外接工作電源E的正極端鈕 經(jīng)過100 Ω電阻RM、由21只4Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21只0.2 Ω電阻串聯(lián)構(gòu) 成的可調(diào)電阻RP2、及調(diào)節(jié)范圍在〇?〇. 22 Ω之間的可調(diào)電阻RP3，經(jīng)過經(jīng)過四個步進盤，到 91. 7 Ω調(diào)定電阻RN，再經(jīng)過0?0. 1 Ω可鎖定滑動觸點的可調(diào)電阻RP4回到電位差計10? 11V外接工作電源E的負極端鈕組成電位差計工作回路；從不飽和標準電池 EN正極經(jīng)過兩 個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到91. 7 Ω調(diào)定電阻RN和調(diào)節(jié)范圍在0? 〇. 1 Ω之間可鎖定滑動觸點的可調(diào)電阻RP4，再經(jīng)過200KΩ電阻&到不飽和標準電池 EN負 極組成電位差計標準回路；用于連接被測量"Ux"的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過四個測量盤后， 再經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負極端鈕組成電位差計補償回 路；其特征在于第一步進盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤I與有〇、1、2、…… 10共11個檔位的代換盤Γ組成，測量盤I與代換盤Γ各檔觸點間連接阻值是0.01Ω的 電阻一只，測量盤I的第"0"觸點為電路節(jié)點A，代換盤Γ的第"10"觸點為電路節(jié)點B， 第二步進盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤II與有0、1、2、……10共11個檔 位的代換盤ΙΓ組成，第三步進盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤III與有0、 1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΙΓ組成，第四步進盤由有0、1、2、……10共11個 檔位的測量盤IV與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤IV'組成，第二步進盤中測量 盤II與代換盤ΙΓ上的各個觸點，第三步進盤中測量盤III與代換盤ΙΙΓ上的各個觸 點，第四步進盤中測量盤IV與代換盤IV'上的各個觸點，與第一步進盤中測量盤I與代換 盤Γ對應(yīng)觸點連接，第一步進盤測量盤I的金屬接觸環(huán)與代換盤Γ的金屬接觸環(huán)間用 999. 9Ω的電阻Ri連接，第二步進盤測量盤II的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΓ的金屬接觸環(huán)間 用10ΚΩ的電阻R2連接，第三步進盤測量盤III的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸 環(huán)間用100ΚΩ的電阻R3連接，第四步進盤測量盤IV的金屬接觸環(huán)與代換盤IV'的金屬接 觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻R4連接，每個步進盤測量盤上的電刷與代換盤上的電刷轉(zhuǎn)動時同 步，測量盤I的第"0"觸點即節(jié)點A連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤Γ的第"10"觸 點即節(jié)點B連接調(diào)定電阻RN的高電位端，用于連接被測量"U x"的兩個測量端鈕，正極端鈕 與測量盤I的第"0"觸點連接，負極端鈕經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲 開關(guān)K后與測量盤I的第"10"觸點連接。
[0005] 通過以上技術(shù)方案，第二、第三、第四步進盤觸點間都沒有電阻，且四個步進盤誤 差獨立，后三盤相同步進的誤差一致，這給調(diào)試與維修帶來方便，也使電位差計結(jié)構(gòu)簡單， 體積縮小，從而降低了生產(chǎn)成本；當電位差計四個測量盤置"〇"時，電位差計的內(nèi)部線路總 電勢是A點電位，一點電位為"0"，所以本電位差計的零電勢很小，四個步進盤各個支路幾 個μ v的熱電勢都串聯(lián)在以伏為單位的電壓降上，因此熱電勢對"ux"的兩個測量端鈕影響 可以忽略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的一種原理電路。
[0007] 在圖1中，21X4 Ω的可調(diào)電阻RP1，表示可調(diào)電阻RP1上有21只阻值是4 Ω的電阻 串聯(lián)，同理，21X0. 2 Ω的可調(diào)電阻RP2，表示可調(diào)電阻RP2上有21只阻值是0.2 Ω的電阻串 聯(lián)，第一步進盤測量盤I與代換盤Γ上的10X0. 01 Ω，表示測量盤I與代換盤Γ上都有 10只阻值是0.01 Ω的電阻串聯(lián)，
[0008] 在圖1中，步進盤上粗黑線條表示金屬接觸環(huán)，空心小圓圈表示金屬觸點，雙向箭 頭表不金屬電刷。

【具體實施方式】
[0009] 實施例1，在圖1中，節(jié)點A、節(jié)點B之間四個步進盤中任意一個步進盤轉(zhuǎn)動時，電 流流過測量盤增加的電阻等于電流流過代換盤減少的電阻，反之也然，所以，四個步進盤不 管置何示值，該步進盤在節(jié)點A與節(jié)點B之間電阻值不變，這能保證四個步進盤不管置何示 值，各步進盤電阻比值不變，也保證各步進盤的電流不變。
[0010] 各步進盤電阻比：第一步進盤：第二步進盤：第三步進盤：第四步進盤= 1 : 10 : 102 : 103,所以，流過各步進盤電流比：第一步進盤：第二步進盤：第三步進盤： 第四步進盤=103 : 1〇2 : 10 : 1。電位差計標準工作電流設(shè)計成11. 11mA，則標準工作電 流流過第一步進盤10mA，流過第二步進盤1mA，流過第三步進盤0. 1mA，流過第四步進盤是 0. 01mA，這時第一步進盤每個步進是1 X lO^mV，第二步進盤每個步進是1 X l(T2mV，第三步 進盤每個步進是IX l(T3mV，第四步進盤每個步進是IX l(T4mV，第一步進盤在節(jié)點A、B之間 的阻值是1000 Ω，測量盤與代換盤的開關(guān)接觸電阻變差一般小于2 X 1(Γ4 Ω，變差引起誤差 可以忽略，第二步進盤往后的三個步進盤，測量盤金屬接觸環(huán)與代換盤的金屬接觸環(huán)間連 接的電阻阻值更大，開關(guān)接觸電阻變差的影響更可以忽略。
[0011] 當工作電流標準化后，第I測量盤擲化，第II測量盤擲112，第III測量盤擲11 3，第 IV測量盤擲n4，開關(guān)K擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為：
[0012] Ux = 10 X 0. Oln^l X 0. 01n2+0. 1X0. 01n3+0. 01X0. 01n4 (mv)
[0013] Ux = 0. ln^O. 01n2+0. 001n3+0. 0001n4(mv)
[0014] 電位差計工作電源要采用YJ49型高穩(wěn)定度穩(wěn)壓電源，工作電流11. 11mA是比較大 的，采用甲電池是穩(wěn)定不了的，本電位差計采用比較大的工作電流及0.01 Ω這種比較小電 阻，是為了測量微小電壓時，降低對檢流計靈敏度的要求。
[0015] 在標準回路中，為避免回路電流過大，采用200ΚΩ電阻R。來限流，由于不飽和標 準電池的電動勢是離散的，在1. 0188V?1. 0196V之間，標準化的工作電流為11. 11mA，因此 調(diào)定電阻RN取91. 7 Ω，外加0?0. 1 Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP4，可以覆蓋標準電池電動勢的 變化范圍。
[0016] 電位差計的標準工作電流是這樣獲得：把lmV標準信號電壓按極性與電位差計 "ux"兩個測量端鈕連接，電位差計各步進盤總示值與標準信號電壓值相同，雙刀雙擲開關(guān)K 擲向左邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R P1、可調(diào)電阻RP2及可調(diào)電阻RP3，使檢流計G指零；再將雙刀雙擲 開關(guān)K擲向右邊，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R P4，使檢流計G指零，再重復(fù)一次后，把可調(diào)電阻RP4鎖定， 這時電位差計的工作電流就標準化，儀器使用時，先校對標準，要對讀數(shù)盤進行讀數(shù)時，校 對標準后再讀數(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種有四個測量盤的電位差計，從電位差計11?12V外接工作電源E的正極端鈕經(jīng) 過由21只4Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21只0.2 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP2、及 調(diào)節(jié)范圍在〇?0.22 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、經(jīng)過經(jīng)過四個步進盤，到91.7 Ω調(diào)定電阻Rn， 再經(jīng)過0?0. 1 Ω可鎖定滑動觸點的可調(diào)電阻Rp4回到電位差計11?12V外接工作電源E 的負極端鈕組成電位差計工作回路；從不飽和標準電池 EN正極經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有 檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到91. 7 Ω調(diào)定電阻RN和調(diào)節(jié)范圍在0?0. 1 Ω之間可鎖定滑 動觸點的可調(diào)電阻RP4，再經(jīng)過200K Ω電阻&到不飽和標準電池 EN負極組成電位差計標準 回路；用于連接被測量"Ux"的兩個端鈕，正極端鈕經(jīng)過四個測量盤后，再經(jīng)過兩個常閉觸點 之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K到負極端鈕組成電位差計補償回路；其特征在于第一 步進盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤I與有0、1、2、……10共11個檔位的代 換盤Γ組成，測量盤I與代換盤Γ各檔觸點間連接阻值是0.01 Ω的電阻一只，測量盤I 的第"0"觸點為電路節(jié)點A，代換盤Γ的第"10"觸點為電路節(jié)點B，第二步進盤由有0、1、 2、……10共11個檔位的測量盤II與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΓ組成， 第三步進盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤III與有0、1、2、……10共11個檔 位的代換盤ΙΙΓ組成，第四步進盤由有〇、1、2、……10共11個檔位的測量盤IV與有0、 1、2、……10共11個檔位的代換盤IV'組成，第二步進盤中測量盤II與代換盤ΙΓ上的 各個觸點，第三步進盤中測量盤ΠΙ與代換盤IIΓ上的各個觸點，第四步進盤中測量盤IV 與代換盤IV上的各個觸點，與第一步進盤中測量盤I與代換盤Γ對應(yīng)觸點連接，第一步 進盤測量盤I的金屬接觸環(huán)與代換盤Γ的金屬接觸環(huán)間用999.9Ω的電阻Ri連接，第二 步進盤測量盤II的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΓ的金屬接觸環(huán)間用10ΚΩ的電阻R 2連接，第 三步進盤測量盤III的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ的電阻馬連 接，第四步進盤測量盤IV的金屬接觸環(huán)與代換盤IV'的金屬接觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻 r4連接，每個步進盤測量盤上的電刷與代換盤上的電刷轉(zhuǎn)動時同步，測量盤I的第"0"觸點 即節(jié)點A連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤Γ的第"10"觸點即節(jié)點B連接調(diào)定電阻 RN的高電位端，用于連接被測量"ux"的兩個測量端鈕，正極端鈕與測量盤I的第"0"觸點 連接，負極端鈕經(jīng)過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關(guān)K后與測量盤I的第 "10"觸點連接。
【文檔編號】G01R17/22GK104101761SQ201410363533
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】袁樂香, 駱曉峰 申請人:富陽興遠儀器儀表經(jīng)營部