有五个步进盘的电压测量仪的制作方法
【专利摘要】一种用于直流电压测量有五个步进盘的电压测量仪，五个步进盘都由测量盘和与测量盘结构相同的代换盘组成，它前面三个步进盘的测量盘和代换盘的相邻触点间焊接0.1Ω电阻一个，后面二个步进盘测量盘与代换盘上的触点与第三步进盘测量盘与代换盘上的对应触点连接，它使电压测量仪内部引线电阻、开关接触电阻及变差、热电势对电压测量仪影响都能够忽略。
【专利说明】有五个步进盘的电压测量仪
【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电压测量仪，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 步进盘的电压测量仪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电压测量仪，它不采用桥式线路，这样 误差可以独立，且后二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：电压测量仪从调节范围在1?1. 5V之间的外接工 作电源E正极端钮经过由20只2. 5 Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由20只0. 2 Ω电阻串 联构成的可调电阻RP2、及调节范围在〇?〇. 3 Ω之间的可调电阻RP3、经过五个步进盘，到 101. 8 Ω调定电阻馬，再经过0?0.2 Ω可锁定滑动触点的可调电阻心回到调节范围在 1?1. 5V之间的外接工作电源E负极端钮组成电压测量仪工作回路；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101.8 Ω调定电阻馬和调节 范围在0?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&到不饱和标 准电池EN负极组成电压测量仪标准回路；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 电压测量仪补偿回路；其特征在于第一步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘I 与有〇、1、2、……10共11个档位的代换盘Γ组成，测量盘I与代换盘Γ上每两个相邻 触点间焊接〇. 1Ω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 有〇、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 触点间焊接〇. 1Ω电阻一只，第三步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘III与 有〇、1、2、……10共11个档位的代换盘ΙΙΓ组成，测量盘III与代换盘ΙΙΓ上每两个 相邻触点间焊接ο. 1Ω电阻一只，测量盘III的第"0"触点为电路节点A，代换盘ΙΙΓ的第 "10"触点为电路节点B，节点A与节点B之间通过112. 49 Ω电阻R5连接，第四步进盘由有 〇、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，第五步进盘由有〇、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V'组成，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，与第三步进盘中测量盘III与代换盘IIΓ对应 触点连接，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999 Ω的 电阻&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9999 Ω 的电阻R2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100ΚΩ 的电阻R 3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III的 第"0"触点即节点A连接测量盘II的第"0"触点，测量盘II的金属接触环连接测量盘I的 金属接触环，代换盘ΙΙΓ的第"10"触点即节点B连接代换盘ΙΓ的第"10"触点，代换盘 ΙΓ的金属接触环经过7Ω的电阻&连接代换盘Γ的金属接触环，测量盘I的第"10"触 点通过11 Ω电阻R4连接代换盘Γ的第"0"触点，代换盘Γ的第"10"触点连接101.8 Ω 调定电阻RN高电位端，测量盘I的第"〇"触点连接可调电阻RP3低电位端，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的第"0"触点连接，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III的第"10"触点连接。
[0005] 通过以上技术方案，第一、第二、第三步进盘开关结构相同，电阻阻值相同，且第 四、第五步进盘触点间都没有电阻，这给生产与维修带来方便，也使电压测量仪结构简单， 体积缩小，从而降低了生产成本。
【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 2. 5 Ω的可调电阻RP1，表示可调电阻RP1上有20只阻值是2. 5 Ω的 电阻串联，同理，20X0. 2Ω的可调电阻RP2，表示可调电阻RP2上有20只阻值是0. 2Ω的电 阻串联，第一步进盘、第二步进盘、第三步进盘上的10X0. 1 Ω，表示测量盘与代换盘上都有 10只阻值是0.1 Ω的电阻串联，
[0008] 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】
[0009] 在图1中，第一、第二步进盘测量盘每步进增加的电阻等于代换盘每步进减少的 电阻，所以测量盘在转动过程中，电路总阻不变；节点A、节点B之间的三个步进盘中任意一 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，后三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 后三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。
[0010] 电压测量仪标准工作电流流过节点A、B之间的电流设计成1mA，工作电流经过节 点A后分成四路：一路经过测量盘III，一路经过测量盘IV，一路经过测量盘V，再一路经 过112. 5 Ω电阻R5，四路电流汇合于节点B。除经过电阻R5支路外，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=100 : 10 : 1，所以，除流过电阻R5 支路外，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= 1 : 10 : 100,除电阻R5支路外，节点A、节点B之间电阻约是100ΚΩ/111，让流过测量盘V、 测量盘IV与测量盘III的总电流是0. 111mA，流过电阻R5的电流为0. 889mA，则0. 889mAX R5 =100ΚΩ/111Χ0. 111mA，电阻R5~ 112. 49Ω。电压测量仪1mA工作电流经过电阻1?5分流， 使得流过测量盘V电流为0. 001mA，测量盘IV电流为0. 01mA，测量盘III为0. 1mA ;节点A、 B之间的电阻100 Ω，加上第二步进盘的1 Ω及电阻R6的7 Ω，共108 Ω，第一步进盘上测量 盘I与代换盘Γ的两把电刷间阻值是12 Ω，108 Ω是它的九倍，当电压测量仪标准工作电 流设计成10mA时，第一步进盘测量盘I电刷与代换盘Γ电刷之间的电流是9mA，1mA电流 流过第二步进盘及节点A、节点B ;这时第一步进盘每个步进是IX l(T3mV，第二步进盘每个 步进是1 X 10-4mV，第三步进盘每个步进是1 X 10_5mV，第四步进盘每个步进是1 X 10_6mV，第 五步进盘每个步进是1X l(T7mV。
[0011] 当工作电流标准化后，第I测量盘掷化，第II测量盘掷112，第III测量盘掷11 3，第 IV测量盘掷n4，第V测量盘掷n5，开关K掷向左边，这时位于测量的两个端钮间电压为：
[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] 电压测量仪工作电流10mA是比较大的，采用甲电池是稳定不了，工作电源要采用 YJ49b型1?1. 5V连续可调的高稳定度稳压电源，本电压测量仪采用比较大的工作电流及 0. 1 Ω这种比较小电阻，是为了测量微小电压时，降低对检流计灵敏度的要求。
[0015] 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10mA，因此调 定电阻馬取101. 8 Ω，外加0?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。
[0016] 电压测量仪的标准工作电流是这样获得：把lmV标准信号电压按极性与电压测量 仪"U x "两个测量端钮连接，电压测量仪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R P2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，这时电压测量仪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电压测量仪，电压测量仪从调节范围在1?1. 5V之间的外接 工作电源E正极端钮经过由20只2. 5 Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由20只0. 2 Ω电阻 串联构成的可调电阻RP2、及调节范围在〇?〇. 3 Ω之间的可调电阻RP3、经过五个步进盘， 到101. 8 Ω调定电阻RN，再经过0?0. 2 Ω可锁定滑动触点的可调电阻RP4回到调节范围在 1?1. 5V之间的外接工作电源E负极端钮组成电压测量仪工作回路；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101.8 Ω调定电阻馬和调节 范围在0?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&到不饱和标 准电池EN负极组成电压测量仪标准回路；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 电压测量仪补偿回路；其特征在于第一步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘I 与有〇、1、2、……10共11个档位的代换盘Γ组成，测量盘I与代换盘Γ上每两个相邻 触点间焊接〇. 1Ω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 有〇、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 触点间焊接〇. 1Ω电阻一只，第三步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘III与 有〇、1、2、……10共11个档位的代换盘ΙΙΓ组成，测量盘III与代换盘ΙΙΓ上每两个 相邻触点间焊接ο. 1Ω电阻一只，测量盘III的第"0"触点为电路节点A，代换盘ΙΙΓ的第 "10"触点为电路节点B，节点A与节点B之间通过112. 49 Ω电阻R5连接，第四步进盘由有 〇、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，第五步进盘由有〇、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V'组成，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，与第三步进盘中测量盘III与代换盘IIΓ对应 触点连接，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999 Ω的 电阻&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9999 Ω 的电阻R2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100ΚΩ 的电阻R 3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III的 第"0"触点即节点A连接测量盘II的第"0"触点，测量盘II的金属接触环连接测量盘I的 金属接触环，代换盘ΙΙΓ的第"10"触点即节点B连接代换盘ΙΓ的第"10"触点，代换盘 ΙΓ的金属接触环经过7Ω的电阻&连接代换盘Γ的金属接触环，测量盘I的第"10"触 点通过11 Ω电阻R4连接代换盘Γ的第"0"触点，代换盘Γ的第"10"触点连接101.8 Ω 调定电阻RN高电位端，测量盘I的第"〇"触点连接可调电阻RP3低电位端，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的第"0"触点连接，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III的第"10"触点连接。
【文档编号】G01R17/20GK104101756SQ201410363529
【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