微小电压测量装置制造方法
【专利摘要】一种用于直流电压测量的微小电压测量装置，它的每个步进盘都由测量盘和与测量盘结构相同的代换盘组成，它第一步进盘上测量盘与代换盘的触点间焊有电阻，其余步进盘上都没有电阻，它使微小电压测量装置内部引线电阻、开关接触电阻及变差、热电势对微小电压测量装置影响都能够忽略。
【专利说明】微小电压测量装置
【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微小电压测量装置，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 有五个步进盘的微小电压测量装置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微小电压测量装置，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] 本发明的技术方案这样采取：微小电压测量装置从调节范围在11. 2?12V之间的 外接工作电源E正极端钮经过由21只5Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由21只0. 25Ω电 阻串联构成的可调电阻RP2、及调节范围在〇?0.27Ω之间的可调电阻RP3、再经过五个步进 盘，到温度补偿盘Α、1〇18Ω调定电阻心、温度补偿盘w 2回到微小电压测量装置调节范围在 11. 2?12V之间的外接工作电源E负极端钮组成微小电压测量装置工作回路；从外接饱和 标准电池ENE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到到温度补偿 盘 Wl、1018 Ω调定电阻RN、温度补偿盘w2到外接饱和标准电池EN负极端钮组成微小电压测 量装置标准回路；用于连接被测量"U x"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到负极端钮组成微小电压测量装置补偿回 路；其特征在于第一温度补偿盘A有0、1、2、……10共11个档位，各档触点间连接阻值是 0. 1Ω的电阻一只，第二温度补偿盘％有0、1、2、……10共16个档位，各档触点间连接阻 值是〇. 01 Ω的电阻一只，补偿盘1的第" 10"触点与100. 7972 Ω电阻R8的一端并联节点 D，补偿盘W2的第" 16"触点与100. 7972 Ω电阻R8的另一端并联节点E，补偿盘％的第"0" 触点与补偿盘W2的第"0"触点通过1018Ω调定电阻馬连接；第一步进盘由有〇、1、2、…… 10共11个档位的测量盘I与有0、1、2、……10共11个档位的代换盘Γ组成，测量盘I 与代换盘Γ各档触点间连接阻值是0.01 Ω的电阻一只，测量盘I的第"0"触点为电路节 点A，代换盘Γ的第"10"触点为电路节点B，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，第三步进盘由有0、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0、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，第二步进盘中测量盘II与代换盘ΙΓ上的 各个触点，第三步进盘中测量盘ΠΙ与代换盘IIΓ上的各个触点，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，与第一步 进盘中测量盘I与代换盘Γ对应触点连接，第一步进盘测量盘I的金属接触环与代换盘 Γ的金属接触环间用999.9 Ω的电阻Ri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10ΚΩ的电阻R2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100ΚΩ的电阻R 3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1ΜΩ的电阻R4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10ΜΩ的电阻R 5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I的第"〇"触点即节点A连接可调电阻R P3的低电位端，代 换盘Γ的第"10"触点即节点B连接节点D，节点E连接外接工作电源E负极端钮；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I的第" 10"触点连接。
[0005] 通过以上技术方案，第二、第三、第四、第五步进盘触点间都没有电阻，五个步进盘 误差独立，且五个步进盘误差一致，这给调试与维修带来方便，也使微小电压测量装置结构 简单，体积缩小，从而降低了生产成本；当微小电压测量装置五个测量盘置"〇"时，微小电 压测量装置的内部线路总电势是A点电位，一点电位为"0"，所以本微小电压测量装置的零 电势很小，五个步进盘各个支路几个μV的热电势都串联在以伏为单位的电压降上，因此 热电势对"U x"的两个测量端钮影响可以忽略。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本发明的一种原理电路。
[0007] 在图1中，21X5 Ω的可调电阻RP1，表示可调电阻RP1上有21只阻值是5 Ω的电阻 串联，同理，21X0. 25 Ω的可调电阻RP2，表示可调电阻RP2上有21只阻值是0.25 Ω的电阻 串联，第一步进盘测量盘I与代换盘Γ上的10X0. 1Ω，表示测量盘I与代换盘Γ上都有 10只阻值是〇. 1Ω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] 实施例1，在图1中，节点A、节点B之间五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，五个步进盘不 管置何示值，该步进盘在节点A与节点B之间电阻值不变，这能保证五个步进盘不管置何示 值，各步进盘电阻比值基本不变，也保证流经各步进盘的电流基本不变。
[0010] 各步进盘电阻比：第一步进盘：第二步进盘：第三步进盘：第四步进盘：第五步 进盘=1 : 10 : 102 : 103 : 104,所以，流过各步进盘电流比：第一步进盘：第二步进盘： 第三步进盘：第四步进盘：第五步进盘=1〇 4 : 1〇3 : 1〇2 : 10 : 1。微小电压测量装置标 准工作电流设计成11. 111mA，则标准工作电流流过第一步进盘10mA，流过第二步进盘1mA, 流过第三步进盘0. 1mA,流过第四步进盘是0. 01mA,流过第五步进盘是0. 001mA,
[0011] 这时第一步进盘每个步进是lmV，第二步进盘每个步进是IX K^mV，第三步 进盘每个步进是lXl(T2mV，第四步进盘每个步进是lX10_3mV，第五步进盘每个步进是 1 X l(T4mV，第一步进盘在节点A、B之间的阻值是1000 Ω，测量盘与代换盘的开关接触电阻 变差一般小于2 X 1(Γ4 Ω，变差引起误差可以忽略，第二步进盘往后的三个步进盘，测量盘金 属接触环与代换盘的金属接触环间连接的电阻阻值更大，开关接触电阻变差的影响更可以 忽略。
[0012] 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％，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：
[0013] Ux = 10 X 0. ln^l X 0. 1η2+0. 1X0. 1η3+0. 01X0. 1η4+0. 001 X 0. ln4 (mv)
[0014] Ux = ln^O. ln2+0. 01n3+0. 001n4+0. 0001n5(mv)
[0015] 本微小电压测量装置采用比较大的工作电流及0.01 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。
[0016] 在标准回路中，饱和标准电池的电动势在20°C时为1.0186V，环境温度每升高 1°C，饱和标准电池的电动势降低约40 μ V，根据饱和标准电池上0. TC分辨率温度计，可 以确定饱和标准电池的电动势，本微小电压测量装置用每步进100 μ V的温度补偿盘Wl对 温度进行较大补偿，用每步进10 μ V的温度补偿盘w2对温度进行细微补偿，为了让1mA 电流流过温度补偿盘A、1018 Ω调定电阻RN、温度补偿盘w2,在节点D与节点E之间并联 100. 7972 Ω电阻R8使它分流10. 111mA电流。
[0017] 微小电压测量装置工作电源要采用YJ49型高稳定度可调稳压电源，可调电阻RP1、 可调电阻R P2、可调电阻RP3用于调节工作电流，可调电阻RP3全部调节范围的电阻值大于可 调电阻R P2的一个步进值，可调电阻RP2全部调节范围的电阻值大于可调电阻RP1的一个步进 值，只要把YJ49型高稳定度可调稳压电源输出电压调节到11. 2?12V之间，就可以方便通 过调节可调电阻RP1、可调电阻RP2、可调电阻R P3把微小电压测量装置工作电流调节到标准 状态。
【权利要求】
1. 一种有五个测量盘的微小电压测量装置，微小电压测量装置从调节范围在11. 2? 12V之间的外接工作电源E正极端钮经过由21只5 Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由21 只0.25 Ω电阻串联构成的可调电阻RP2、及调节范围在0?0.27 Ω之间的可调电阻RP3、再 经过五个步进盘，到温度补偿盘WplOlSQ调定电阻馬、温度补偿盘w 2回到微小电压测量 装置调节范围在11. 2?12V之间的外接工作电源E负极端钮组成微小电压测量装置工作 回路；从外接饱和标准电池EN正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到到温度补偿盘 Wl、1018 Ω调定电阻RN、温度补偿盘w2到外接饱和标准电池EN负极端 钮组成微小电压测量装置标准回路；用于连接被测量"U x"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到负极端钮组成微小 电压测量装置补偿回路；其特征在于第一温度补偿盘A有0、1、2、……10共11个档位，各 档触点间连接阻值是0. 1 Ω的电阻一只，第二温度补偿盘W2有0、1、2、……10共16个档 位，各档触点间连接阻值是0. 01Ω的电阻一只，补偿盘1的第" 10"触点与100. 7972Ω电 阻R8的一端并联节点D，补偿盘W2的第" 16"触点与100. 7972 Ω电阻R8的另一端并联节点 E，补偿盘A的第"0"触点与补偿盘W2的第"0"触点通过1018 Ω调定电阻馬连接；第一步 进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘I与有0、1、2、……10共11个档位的代 换盘Γ组成，测量盘I与代换盘Γ各档触点间连接阻值是0.01 Ω的电阻一只，测量盘I 的第"0"触点为电路节点A，代换盘Γ的第" 10"触点为电路节点B，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， 第三步进盘由有〇、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0、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，第二步进盘中测量盘II 与代换盘ΙΓ上的各个触点，第三步进盘中测量盘III与代换盘IIΓ上的各个触点，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，与第一步进盘中测量盘I与代换盘Γ对应触点连接，第一步进盘测量盘I的金 属接触环与代换盘Γ的金属接触环间用999.9 Ω的电阻Ri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10ΚΩ的电阻R2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100ΚΩ的电阻R 3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1ΜΩ的电阻R4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10ΜΩ的电阻R 5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I的第"〇"触点即节点A连接可调电阻R P3 的低电位端，代换盘Γ的第"10"触点即节点B连接节点D，节点E连接外接工作电源E负 极端钮；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I的第" 10"触 点连接。
【文档编号】G01R17/20GK104122429SQ201410363588
【公开日】2014年10月29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, 骆孝峰 申请人:富阳兴远仪器仪表经营部