有五個(gè)步進(jìn)盤的電壓測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】一種用于直流電壓測(cè)量有五個(gè)步進(jìn)盤的電壓測(cè)量?jī)x，五個(gè)步進(jìn)盤都由測(cè)量盤和與測(cè)量盤結(jié)構(gòu)相同的代換盤組成，它前面三個(gè)步進(jìn)盤的測(cè)量盤和代換盤的相鄰觸點(diǎn)間焊接0.1Ω電阻一個(gè)，后面二個(gè)步進(jìn)盤測(cè)量盤與代換盤上的觸點(diǎn)與第三步進(jìn)盤測(cè)量盤與代換盤上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)連接，它使電壓測(cè)量?jī)x內(nèi)部引線電阻、開關(guān)接觸電阻及變差、熱電勢(shì)對(duì)電壓測(cè)量?jī)x影響都能夠忽略。
【專利說(shuō)明】有五個(gè)步進(jìn)盤的電壓測(cè)量?jī)x

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)直流電壓進(jìn)行測(cè)量的儀器。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前對(duì)于有五個(gè)步進(jìn)盤的電壓測(cè)量?jī)x，在五個(gè)步進(jìn)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(lái)限制。為了克服該問(wèn)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(qǐng)?zhí)?00810121911. 4公開了有五個(gè) 步進(jìn)盤的電壓測(cè)量?jī)x解決開關(guān)接觸電阻變差的新方法，它的五個(gè)步進(jìn)盤都由測(cè)量盤及代換 盤組成，不含輔助盤，每個(gè)測(cè)量盤及代換盤上都有電阻，它的五個(gè)步進(jìn)盤上的測(cè)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(dú)立，一旦測(cè)量盤某點(diǎn)示值超差，就 無(wú)法確定是哪只電阻超差引起的，這對(duì)鑒定與維修帶來(lái)不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種有五個(gè)步進(jìn)盤的電壓測(cè)量?jī)x，它不采用橋式線路，這樣 誤差可以獨(dú)立，且后二個(gè)步進(jìn)盤觸點(diǎn)間沒(méi)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?。弘妷簻y(cè)量?jī)x從調(diào)節(jié)范圍在1?1. 5V之間的外接工 作電源E正極端鈕經(jīng)過(guò)由20只2. 5 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由20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. 3 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、經(jīng)過(guò)五個(gè)步進(jìn)盤，到 101. 8 Ω調(diào)定電阻馬，再經(jīng)過(guò)0?0.2 Ω可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻心回到調(diào)節(jié)范圍在 1?1. 5V之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成電壓測(cè)量?jī)x工作回路；從不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池 En 正極經(jīng)過(guò)兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K到101.8 Ω調(diào)定電阻馬和調(diào)節(jié) 范圍在0?0. 2 Ω之間可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻RP4，再經(jīng)過(guò)200K Ω電阻&到不飽和標(biāo) 準(zhǔn)電池EN負(fù)極組成電壓測(cè)量?jī)x標(biāo)準(zhǔn)回路；用于連接被測(cè)量"Ux"的兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過(guò) 五個(gè)測(cè)量盤后，再經(jīng)過(guò)兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K到負(fù)極端鈕組成 電壓測(cè)量?jī)x補(bǔ)償回路；其特征在于第一步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤I 與有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤Γ組成，測(cè)量盤I與代換盤Γ上每?jī)蓚€(gè)相鄰 觸點(diǎn)間焊接〇. 1Ω電阻一只，第二步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤II與 有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΓ組成，測(cè)量盤II與代換盤ΙΓ上每?jī)蓚€(gè)相鄰 觸點(diǎn)間焊接〇. 1Ω電阻一只，第三步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤III與 有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΙΓ組成，測(cè)量盤III與代換盤ΙΙΓ上每?jī)蓚€(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接ο. 1Ω電阻一只，測(cè)量盤III的第"0"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)A，代換盤ΙΙΓ的第 "10"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間通過(guò)112. 49 Ω電阻R5連接，第四步進(jìn)盤由有 〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤IV與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤IV' 組成，第五步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤V與有0、1、2、……10共11 個(gè)檔位的代換盤V'組成，第四步進(jìn)盤中測(cè)量盤IV與代換盤IV'上的各個(gè)觸點(diǎn)，第五步進(jìn) 盤中測(cè)量盤V與代換盤V'上的各個(gè)觸點(diǎn)，與第三步進(jìn)盤中測(cè)量盤III與代換盤IIΓ對(duì)應(yīng) 觸點(diǎn)連接，第三步進(jìn)盤測(cè)量盤III的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用999 Ω的 電阻&連接，第四步進(jìn)盤測(cè)量盤IV的金屬接觸環(huán)與代換盤IV'的金屬接觸環(huán)間用9999 Ω 的電阻R2連接，第五步進(jìn)盤測(cè)量盤V的金屬接觸環(huán)與代換盤V'的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ 的電阻R 3連接，每個(gè)步進(jìn)盤測(cè)量盤上的電刷與代換盤上的電刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步，測(cè)量盤III的 第"0"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)A連接測(cè)量盤II的第"0"觸點(diǎn)，測(cè)量盤II的金屬接觸環(huán)連接測(cè)量盤I的 金屬接觸環(huán)，代換盤ΙΙΓ的第"10"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)B連接代換盤ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)，代換盤 ΙΓ的金屬接觸環(huán)經(jīng)過(guò)7Ω的電阻&連接代換盤Γ的金屬接觸環(huán)，測(cè)量盤I的第"10"觸 點(diǎn)通過(guò)11 Ω電阻R4連接代換盤Γ的第"0"觸點(diǎn)，代換盤Γ的第"10"觸點(diǎn)連接101.8 Ω 調(diào)定電阻RN高電位端，測(cè)量盤I的第"〇"觸點(diǎn)連接可調(diào)電阻RP3低電位端，用于連接被測(cè)量 "U x"的兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極端鈕與測(cè)量盤I的第"0"觸點(diǎn)連接，負(fù)極端鈕經(jīng)過(guò)兩個(gè)常閉觸點(diǎn) 之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K后與測(cè)量盤III的第"10"觸點(diǎn)連接。
[0005] 通過(guò)以上技術(shù)方案，第一、第二、第三步進(jìn)盤開關(guān)結(jié)構(gòu)相同，電阻阻值相同，且第 四、第五步進(jìn)盤觸點(diǎn)間都沒(méi)有電阻，這給生產(chǎn)與維修帶來(lái)方便，也使電壓測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 體積縮小，從而降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的一種原理電路。
[0007] 在圖1中，20 X 2. 5 Ω的可調(diào)電阻RP1，表示可調(diào)電阻RP1上有20只阻值是2. 5 Ω的 電阻串聯(lián)，同理，20X0. 2Ω的可調(diào)電阻RP2，表示可調(diào)電阻RP2上有20只阻值是0. 2Ω的電 阻串聯(lián)，第一步進(jìn)盤、第二步進(jìn)盤、第三步進(jìn)盤上的10X0. 1 Ω，表示測(cè)量盤與代換盤上都有 10只阻值是0.1 Ω的電阻串聯(lián)，
[0008] 在圖1中，步進(jìn)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(diǎn)，雙向箭 頭表不金屬電刷。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 在圖1中，第一、第二步進(jìn)盤測(cè)量盤每步進(jìn)增加的電阻等于代換盤每步進(jìn)減少的 電阻，所以測(cè)量盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電路總阻不變；節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間的三個(gè)步進(jìn)盤中任意一 個(gè)步進(jìn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流流過(guò)測(cè)量盤增加的電阻等于電流流過(guò)代換盤減少的電阻，反之也然， 所以，后三個(gè)步進(jìn)盤不管置何示值，該步進(jìn)盤在節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值不變，這能保證 后三個(gè)步進(jìn)盤不管置何示值，各步進(jìn)盤電阻比值基本不變，也保證各步進(jìn)盤的電流基本不 變。
[0010] 電壓測(cè)量?jī)x標(biāo)準(zhǔn)工作電流流過(guò)節(jié)點(diǎn)A、B之間的電流設(shè)計(jì)成1mA，工作電流經(jīng)過(guò)節(jié) 點(diǎn)A后分成四路：一路經(jīng)過(guò)測(cè)量盤III，一路經(jīng)過(guò)測(cè)量盤IV，一路經(jīng)過(guò)測(cè)量盤V，再一路經(jīng) 過(guò)112. 5 Ω電阻R5，四路電流匯合于節(jié)點(diǎn)B。除經(jīng)過(guò)電阻R5支路外，節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間各 支路電阻比：第五步進(jìn)盤：第四步進(jìn)：第三步進(jìn)盤=100 : 10 : 1，所以，除流過(guò)電阻R5 支路外，流過(guò)節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間各支路電流比為：第五步進(jìn)盤：第四步進(jìn)：第三步進(jìn)盤= 1 : 10 : 100,除電阻R5支路外，節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間電阻約是100ΚΩ/111，讓流過(guò)測(cè)量盤V、 測(cè)量盤IV與測(cè)量盤III的總電流是0. 111mA，流過(guò)電阻R5的電流為0. 889mA，則0. 889mAX R5 =100ΚΩ/111Χ0. 111mA，電阻R5~ 112. 49Ω。電壓測(cè)量?jī)x1mA工作電流經(jīng)過(guò)電阻1?5分流， 使得流過(guò)測(cè)量盤V電流為0. 001mA，測(cè)量盤IV電流為0. 01mA，測(cè)量盤III為0. 1mA ;節(jié)點(diǎn)A、 B之間的電阻100 Ω，加上第二步進(jìn)盤的1 Ω及電阻R6的7 Ω，共108 Ω，第一步進(jìn)盤上測(cè)量 盤I與代換盤Γ的兩把電刷間阻值是12 Ω，108 Ω是它的九倍，當(dāng)電壓測(cè)量?jī)x標(biāo)準(zhǔn)工作電 流設(shè)計(jì)成10mA時(shí)，第一步進(jìn)盤測(cè)量盤I電刷與代換盤Γ電刷之間的電流是9mA，1mA電流 流過(guò)第二步進(jìn)盤及節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B ;這時(shí)第一步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是IX l(T3mV，第二步進(jìn)盤每個(gè) 步進(jìn)是1 X 10-4mV，第三步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是1 X 10_5mV，第四步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是1 X 10_6mV，第 五步進(jìn)盤每個(gè)步進(jìn)是1X l(T7mV。
[0011] 當(dāng)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后，第I測(cè)量盤擲化，第II測(cè)量盤擲112，第III測(cè)量盤擲11 3，第 IV測(cè)量盤擲n4，第V測(cè)量盤擲n5，開關(guān)K擲向左邊，這時(shí)位于測(cè)量的兩個(gè)端鈕間電壓為：
[0012] Ux = 10 X 0. lrii+1 X 0. 1η2+0. 1 X 0. 1η3+0. 01X0. 1η4+0. 001 X 0. ln5 (mV)
[0013] Ux = rii+O. ln2+0. 01n3+0. 001n4+0. 0001n5 (mV)
[0014] 電壓測(cè)量?jī)x工作電流10mA是比較大的，采用甲電池是穩(wěn)定不了，工作電源要采用 YJ49b型1?1. 5V連續(xù)可調(diào)的高穩(wěn)定度穩(wěn)壓電源，本電壓測(cè)量?jī)x采用比較大的工作電流及 0. 1 Ω這種比較小電阻，是為了測(cè)量微小電壓時(shí)，降低對(duì)檢流計(jì)靈敏度的要求。
[0015] 在標(biāo)準(zhǔn)回路中，為避免回路電流過(guò)大，采用200ΚΩ電阻R。來(lái)限流，由于不飽和標(biāo) 準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)是離散的，在1. 0188V?1. 0196V之間，標(biāo)準(zhǔn)化的工作電流為10mA，因此調(diào) 定電阻馬取101. 8 Ω，外加0?0. 2 Ω可鎖定的可調(diào)電阻RP4，可以覆蓋標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)的 變化范圍。
[0016] 電壓測(cè)量?jī)x的標(biāo)準(zhǔn)工作電流是這樣獲得：把lmV標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電壓按極性與電壓測(cè)量 儀"U x "兩個(gè)測(cè)量端鈕連接，電壓測(cè)量?jī)x各步進(jìn)盤總示值與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)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RP1、可調(diào)電阻R P2及可調(diào)電阻RP3，使檢流計(jì)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(jì)G指零，再重復(fù)一次后，把可調(diào)電阻Rp4 鎖定，這時(shí)電壓測(cè)量?jī)x的工作電流就標(biāo)準(zhǔn)化，儀器使用時(shí)，先校對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，要對(duì)讀數(shù)盤進(jìn)行讀 數(shù)時(shí)，校對(duì)標(biāo)準(zhǔn)后再讀數(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種有五個(gè)步進(jìn)盤的電壓測(cè)量?jī)x，電壓測(cè)量?jī)x從調(diào)節(jié)范圍在1?1. 5V之間的外接 工作電源E正極端鈕經(jīng)過(guò)由20只2. 5 Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由20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. 3 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、經(jīng)過(guò)五個(gè)步進(jìn)盤， 到101. 8 Ω調(diào)定電阻RN，再經(jīng)過(guò)0?0. 2 Ω可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻RP4回到調(diào)節(jié)范圍在 1?1. 5V之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成電壓測(cè)量?jī)x工作回路；從不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池 En 正極經(jīng)過(guò)兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K到101.8 Ω調(diào)定電阻馬和調(diào)節(jié) 范圍在0?0. 2 Ω之間可鎖定滑動(dòng)觸點(diǎn)的可調(diào)電阻RP4，再經(jīng)過(guò)200K Ω電阻&到不飽和標(biāo) 準(zhǔn)電池EN負(fù)極組成電壓測(cè)量?jī)x標(biāo)準(zhǔn)回路；用于連接被測(cè)量"Ux"的兩個(gè)端鈕，正極端鈕經(jīng)過(guò) 五個(gè)測(cè)量盤后，再經(jīng)過(guò)兩個(gè)常閉觸點(diǎn)之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K到負(fù)極端鈕組成 電壓測(cè)量?jī)x補(bǔ)償回路；其特征在于第一步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤I 與有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤Γ組成，測(cè)量盤I與代換盤Γ上每?jī)蓚€(gè)相鄰 觸點(diǎn)間焊接〇. 1Ω電阻一只，第二步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤II與 有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΓ組成，測(cè)量盤II與代換盤ΙΓ上每?jī)蓚€(gè)相鄰 觸點(diǎn)間焊接〇. 1Ω電阻一只，第三步進(jìn)盤由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤III與 有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤ΙΙΓ組成，測(cè)量盤III與代換盤ΙΙΓ上每?jī)蓚€(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接ο. 1Ω電阻一只，測(cè)量盤III的第"0"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)A，代換盤ΙΙΓ的第 "10"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間通過(guò)112. 49 Ω電阻R5連接，第四步進(jìn)盤由有 〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤IV與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤IV' 組成，第五步進(jìn)盤由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤V與有0、1、2、……10共11 個(gè)檔位的代換盤V'組成，第四步進(jìn)盤中測(cè)量盤IV與代換盤IV'上的各個(gè)觸點(diǎn)，第五步進(jìn) 盤中測(cè)量盤V與代換盤V'上的各個(gè)觸點(diǎn)，與第三步進(jìn)盤中測(cè)量盤III與代換盤IIΓ對(duì)應(yīng) 觸點(diǎn)連接，第三步進(jìn)盤測(cè)量盤III的金屬接觸環(huán)與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用999 Ω的 電阻&連接，第四步進(jìn)盤測(cè)量盤IV的金屬接觸環(huán)與代換盤IV'的金屬接觸環(huán)間用9999 Ω 的電阻R2連接，第五步進(jìn)盤測(cè)量盤V的金屬接觸環(huán)與代換盤V'的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ 的電阻R 3連接，每個(gè)步進(jìn)盤測(cè)量盤上的電刷與代換盤上的電刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步，測(cè)量盤III的 第"0"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)A連接測(cè)量盤II的第"0"觸點(diǎn)，測(cè)量盤II的金屬接觸環(huán)連接測(cè)量盤I的 金屬接觸環(huán)，代換盤ΙΙΓ的第"10"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)B連接代換盤ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)，代換盤 ΙΓ的金屬接觸環(huán)經(jīng)過(guò)7Ω的電阻&連接代換盤Γ的金屬接觸環(huán)，測(cè)量盤I的第"10"觸 點(diǎn)通過(guò)11 Ω電阻R4連接代換盤Γ的第"0"觸點(diǎn)，代換盤Γ的第"10"觸點(diǎn)連接101.8 Ω 調(diào)定電阻RN高電位端，測(cè)量盤I的第"〇"觸點(diǎn)連接可調(diào)電阻RP3低電位端，用于連接被測(cè)量 "U x"的兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極端鈕與測(cè)量盤I的第"0"觸點(diǎn)連接，負(fù)極端鈕經(jīng)過(guò)兩個(gè)常閉觸點(diǎn) 之間接有檢流計(jì)G的雙刀雙擲開關(guān)K后與測(cè)量盤III的第"10"觸點(diǎn)連接。
【文檔編號(hào)】G01R17/20GK104101756SQ201410363529
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)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(lè)香, 駱曉峰 申請(qǐng)人:富陽(yáng)興遠(yuǎn)儀器儀表經(jīng)營(yíng)部