有五個(gè)步進(jìn)盤(pán)的電位差計(jì)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于直流電壓測(cè)量有五個(gè)步進(jìn)盤(pán)的電位差計(jì)，其中它的后面四個(gè)步進(jìn)盤(pán)都由測(cè)量盤(pán)和與測(cè)量盤(pán)結(jié)構(gòu)相同的代換盤(pán)組成，后面四個(gè)步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)與代換盤(pán)上的對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)互相連接后三個(gè)步進(jìn)盤(pán)上都沒(méi)有電阻，它使電位差計(jì)內(nèi)部引線電阻、開(kāi)關(guān)接觸電阻及變差、熱電勢(shì)對(duì)電位差計(jì)影響都能夠忽略。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【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。 有五個(gè)步進(jìn)盤(pán)的電位差計(jì)

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前對(duì)于有五個(gè)步進(jìn)盤(pán)的電位差計(jì)，在五個(gè)步進(jìn)盤(pán)之間的連接上，中間盤(pán)普遍采 用開(kāi)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，并采用銀一銅復(fù)合材料；申請(qǐng)?zhí)?00810121911. 4公開(kāi)了有五個(gè)步 進(jìn)盤(pán)的電位差計(jì)解決開(kāi)關(guān)接觸電阻變差的新方法，它的五個(gè)步進(jìn)盤(pán)都由測(cè)量盤(pán)及代換盤(pán)組 成，不含輔助盤(pán)，每個(gè)測(cè)量盤(pán)及代換盤(pán)上都有電阻，它的五個(gè)步進(jìn)盤(pán)上的測(cè)量盤(pán)與代換盤(pán)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(pán)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(pán)的電位差計(jì)，它不采用橋式線路，這樣誤 差可以獨(dú)立，且后三個(gè)步進(jìn)盤(pán)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?。弘娢徊钣?jì)從調(diào)節(jié)范圍在2?2. 8V之間的外接工作電 源E正極端鈕經(jīng)過(guò)由21只4Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21只0.2Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成 的可調(diào)電阻R P2、及調(diào)節(jié)范圍在〇?〇. 22 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、經(jīng)過(guò)五個(gè)步進(jìn)盤(pán)，到101. 8 Ω 調(diào)定電阻RN，再經(jīng)過(guò)〇?〇. 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2?2. 8V 之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)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(kāi)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) 極組成電位差計(jì)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(pán)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(kāi)關(guān)K到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)補(bǔ)償回 路；其特征在于第一步進(jìn)盤(pán)是有〇、1、2、……20共21個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán)I，測(cè)量盤(pán)I上每?jī)蓚€(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接0.01 Ω電阻一只，第二步進(jìn)盤(pán)由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán) II與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤(pán)ΙΓ組成，測(cè)量盤(pán)II與代換盤(pán)ΙΓ上每?jī)蓚€(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接阻值是〇. 01 Ω的電阻一只，測(cè)量盤(pán)II的第"0"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)A，代換盤(pán) ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，第三步進(jìn)盤(pán)由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán) III與有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤(pán)ΙΙΓ組成，第四步進(jìn)盤(pán)由有0、1、2、…… 10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán)IV與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤(pán)IV'組成，第五步 進(jìn)盤(pán)由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán)V與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換 盤(pán)t組成，第三步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán)ΠΙ與代換盤(pán)ΙΙΓ上的各個(gè)觸點(diǎn)，第四步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán) IV與代換盤(pán)IV上的各個(gè)觸點(diǎn)，第五步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán)V與代換盤(pán)V'上的各個(gè)觸點(diǎn)，與第二 步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán)II與代換盤(pán)ΙΓ對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)連接，第二步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)II的金屬接觸環(huán)與代 換盤(pán)ΙΓ的金屬接觸環(huán)間用999.9Ω的電阻Ri連接，第三步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)III的金屬接觸環(huán) 與代換盤(pán)ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用9999.9Ω的電阻R2連接，第四步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)IV的金屬 接觸環(huán)與代換盤(pán)IV'的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ的電阻R3連接，第五步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)V的金 屬接觸環(huán)與代換盤(pán)V'的金屬接觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻R 4連接，每個(gè)步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)上的 電刷與代換盤(pán)上的電刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步，測(cè)量盤(pán)II的第"〇"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)A連接測(cè)量盤(pán)I第"0" 觸點(diǎn)，測(cè)量盤(pán)I第"20"觸點(diǎn)連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤(pán)ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)即節(jié) 點(diǎn)B連接調(diào)定電阻RN的高電位端，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間通過(guò)112. 4986 Ω電阻R5連接，用于 連接被測(cè)量"Ux"的兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極端鈕與測(cè)量盤(pán)I的金屬接觸環(huán)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(kāi)關(guān)K后與測(cè)量盤(pán)II的第"10"觸點(diǎn)連接。
[0005] 通過(guò)以上技術(shù)方案，第三、第四、第五步進(jìn)盤(pán)觸點(diǎn)間都沒(méi)有電阻，且五個(gè)步進(jìn)盤(pán)誤 差獨(dú)立，后三盤(pán)相同步進(jìn)的誤差一致，這給調(diào)試與維修帶來(lái)方便，也使電位差計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 體積縮小，從而降低了生產(chǎn)成本；當(dāng)電位差計(jì)五個(gè)測(cè)量盤(pán)置"〇"時(shí)，電位差計(jì)的內(nèi)部線路總 電勢(shì)是A點(diǎn)電位，一點(diǎn)電位為"0"，所以本電位差計(jì)的零電勢(shì)很小，五個(gè)步進(jìn)盤(pán)各個(gè)支路幾 個(gè)μ v的熱電勢(shì)都串聯(lián)在以伏為單位的電壓降上，因此熱電勢(shì)對(duì)"ux"的兩個(gè)測(cè)量端鈕影響 可以忽略。

【專(zhuān)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，21Χ4Ω的可調(diào)電阻RP1，表示可調(diào)電阻RP1上有21只阻值是4Ω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(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)I上的20X0. 01 Ω表示測(cè)量盤(pán)I有20只阻值是0.01 Ω的電阻串 聯(lián)，
[0008] 第二步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)II與代換盤(pán)II'上的10X0. 01 Ω，表示測(cè)量盤(pán)II與代換盤(pán) ΙΓ上都有10只阻值是0.01 Ω的電阻串聯(lián)，
[0009] 在圖1中，步進(jìn)盤(pán)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】
[0010] 實(shí)施例1，在圖1中，節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B之間的后四個(gè)步進(jìn)盤(pán)中任意一個(gè)步進(jìn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，電流流過(guò)測(cè)量盤(pán)增加的電阻等于電流流過(guò)代換盤(pán)減少的電阻，反之也然，所以，后四個(gè) 步進(jìn)盤(pán)不管置何示值，該步進(jìn)盤(pán)在節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間電阻值不變，這能保證后四個(gè)步進(jìn)盤(pán) 不管置何示值，各步進(jìn)盤(pán)電阻比值基本不變，也保證各步進(jìn)盤(pán)的電流基本不變。
[0011] 電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工作電流設(shè)計(jì)成10mA，電位差計(jì)10mA工作電流經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)A后分成五 路：一路經(jīng)過(guò)測(cè)量盤(pán)II，一路經(jīng)過(guò)測(cè)量盤(pán)III，一路經(jīng)過(guò)測(cè)量盤(pán)IV，一路經(jīng)過(guò)測(cè)量盤(pán)V，再一 路經(jīng)過(guò)112. 5 Ω電阻R5，五路電流匯合于節(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(pán)：第四步進(jìn)：第三步進(jìn)盤(pán)：第二步進(jìn)盤(pán)=1000 : 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(pán)：第四 步進(jìn)：第三步進(jìn)盤(pán)：第二步進(jìn)盤(pán)=1 : 10 : 100 : 1000,除電阻R5支路外，節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn) B之間電阻是1000ΚΩ/1111，讓流過(guò)測(cè)量盤(pán)V、測(cè)量盤(pán)IV、測(cè)量盤(pán)III與測(cè)量盤(pán)II的總電 流是 1. 111mA，流過(guò)電阻 R5 的電流為 8. 889mA，則 8. 889mAXR5 = 1000ΚΩ/1111X1. 111mA， 電阻R5 ~ 112. 4986 Ω。電位差計(jì)10mA工作電流經(jīng)過(guò)電阻R5分流，使得流過(guò)測(cè)量盤(pán)V電流 為0. 001mA，測(cè)量盤(pán)IV電流為0. 01mA，測(cè)量盤(pán)III為0. 1mA，測(cè)量盤(pán)II電流為1mA;這時(shí)第 一步進(jìn)盤(pán)每個(gè)步進(jìn)是1 X l(T4mV，第二步進(jìn)盤(pán)每個(gè)步進(jìn)是1 X 10_5mV，第三步進(jìn)盤(pán)每個(gè)步進(jìn)是 lX10_6mV，第四步進(jìn)盤(pán)每個(gè)步進(jìn)是lX10_ 7mV，第五步進(jìn)盤(pán)每個(gè)步進(jìn)是lX10_8mV。
[0012] 當(dāng)工作電流標(biāo)準(zhǔn)化后，第I測(cè)量盤(pán)擲化，第II測(cè)量盤(pán)擲112，第III測(cè)量盤(pán)擲％，第 IV測(cè)量盤(pán)擲n 4，第V測(cè)量盤(pán)擲n5，開(kāi)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：
[0013] Ux =10X0. Olrii+lXO. 01n2+0. 1X0. 01n3+0. 01X0. 01n4+0. 001X0. 01n5(mV)
[0014] Ux = lOOn^lO^+lng+O. 1η4+0. 01η5(μ V)
[0015] 電位差計(jì)工作電源要采用YJ49型高穩(wěn)定度可調(diào)穩(wěn)壓電源，工作電流10mA是比較 大的，采用甲電池是穩(wěn)定不了的，本電位差計(jì)采用比較大的工作電流及〇. 01Ω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。
[0016] 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。
[0017] 電位差計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)工作電流是這樣獲得：把2mV標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電壓按極性與電位差計(jì) "ux"兩個(gè)測(cè)量端鈕連接，電位差計(jì)各步進(jìn)盤(pán)總示值與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電壓值相同，雙刀雙擲開(kāi)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(jì)G指零；再將雙刀雙擲 開(kāi)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)電位差計(jì)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(pán)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(pán)的電位差計(jì)，電位差計(jì)從調(diào)節(jié)范圍在2?2.8V之間的外接工作電 源E正極端鈕經(jīng)過(guò)由21只4Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成的可調(diào)電阻RP1、由21只0.2Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成 的可調(diào)電阻R P2、及調(diào)節(jié)范圍在〇?〇. 22 Ω之間的可調(diào)電阻RP3、經(jīng)過(guò)五個(gè)步進(jìn)盤(pán)，到101. 8 Ω 調(diào)定電阻RN，再經(jīng)過(guò)〇?〇. 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2?2. 8V 之間的外接工作電源E負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)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(kāi)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) 極組成電位差計(jì)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(pán)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(kāi)關(guān)K到負(fù)極端鈕組成電位差計(jì)補(bǔ)償回 路；其特征在于第一步進(jìn)盤(pán)是有〇、1、2、……20共21個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán)I，測(cè)量盤(pán)I上每?jī)蓚€(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接0.01 Ω電阻一只，第二步進(jìn)盤(pán)由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán) II與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤(pán)ΙΓ組成，測(cè)量盤(pán)II與代換盤(pán)ΙΓ上每?jī)蓚€(gè) 相鄰觸點(diǎn)間焊接阻值是〇. 01 Ω的電阻一只，測(cè)量盤(pán)II的第"0"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)A，代換盤(pán) ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)為電路節(jié)點(diǎn)B，第三步進(jìn)盤(pán)由有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán) III與有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤(pán)ΙΙΓ組成，第四步進(jìn)盤(pán)由有0、1、2、…… 10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán)IV與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換盤(pán)IV'組成，第五步 進(jìn)盤(pán)由有〇、1、2、……10共11個(gè)檔位的測(cè)量盤(pán)V與有0、1、2、……10共11個(gè)檔位的代換 盤(pán)t組成，第三步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán)ΠΙ與代換盤(pán)ΙΙΓ上的各個(gè)觸點(diǎn)，第四步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán) IV與代換盤(pán)IV上的各個(gè)觸點(diǎn)，第五步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán)V與代換盤(pán)V'上的各個(gè)觸點(diǎn)，與第二 步進(jìn)盤(pán)中測(cè)量盤(pán)II與代換盤(pán)ΙΓ對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)連接，第二步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)II的金屬接觸環(huán)與代 換盤(pán)ΙΓ的金屬接觸環(huán)間用999.9Ω的電阻Ri連接，第三步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)III的金屬接觸環(huán) 與代換盤(pán)ΙΙΓ的金屬接觸環(huán)間用9999.9Ω的電阻R 2連接，第四步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)IV的金屬 接觸環(huán)與代換盤(pán)IV'的金屬接觸環(huán)間用100ΚΩ的電阻R3連接，第五步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)V的金 屬接觸環(huán)與代換盤(pán)V'的金屬接觸環(huán)間用1000ΚΩ的電阻R 4連接，每個(gè)步進(jìn)盤(pán)測(cè)量盤(pán)上的 電刷與代換盤(pán)上的電刷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同步，測(cè)量盤(pán)II的第"〇"觸點(diǎn)即節(jié)點(diǎn)A連接測(cè)量盤(pán)I第"0" 觸點(diǎn)，測(cè)量盤(pán)I第"20"觸點(diǎn)連接可調(diào)電阻R P3的低電位端，代換盤(pán)ΙΓ的第"10"觸點(diǎn)即節(jié) 點(diǎn)B連接調(diào)定電阻RN的高電位端，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間通過(guò)112. 4986 Ω電阻R5連接，用于 連接被測(cè)量"Ux"的兩個(gè)測(cè)量端鈕，正極端鈕與測(cè)量盤(pán)I的金屬接觸環(huán)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(kāi)關(guān)K后與測(cè)量盤(pán)II的第"10"觸點(diǎn)連接。
【文檔編號(hào)】G01R17/20GK104101759SQ201410363544
【公開(kāi)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