一种能测量普通电阻、高阻、超高阻的电桥的制作方法
【专利摘要】一种用于一般电阻、高阻及超高阻测量由六只桥臂组成，一种具有单臂电桥、高阻电桥、超高阻电桥功能的电桥，它的比较臂由六只步进盘组成，有11个量限，可以测量从一般电阻到超高阻的广阔范围。
【专利说明】
一种能测量普通电阻、高阻、超高阻的电桥
技术领域
[0001 ]本发明涉及对直流电阻进行测量的仪器。
【背景技术】
[0002] 当前用单臂电桥就不能测量高阻、超高阻，用高阻电桥不能测量1ΜΩ以下一般电 阻。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计一种能测量普通电阻、高阻、超高阻的电桥，它不需要高阻箱 及高阻标准电阻，仅采用阻值在106Ω以下的一般电阻，测量上限可达10 18Ω阻值的电阻。
[0004] 本发明的第一种技术方案这样采取：它有用于连接被测量"Rx" 一只被测臂，有六 个步进盘组成的一只比较臂R2,比较臂R2的第一步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的测 量盘I，测量盘I上每两个相邻触点间焊接10000 Ω电阻一只，第二步进盘是有0、1、2、……10 共11个档位的测量盘II，测量盘II上每两个相邻触点间焊接1000 Ω电阻一只，第三步进盘 是有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘III，测量盘III上每两个相邻触点间焊接100 Ω电 阻一只，第四步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘IV，测量盘IV上每两个相邻触 点间焊接10Ω电阻一只，第五步进盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量盘V，测量盘V上 每两个相邻触点间焊接1Ω电阻一只，第六步进盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量盘 VI，测量盘VI上每两个相邻触点间焊接0.1 Ω电阻一只；其特征在于它另有四只桥臂，与被 测臂连接的检流计G顶端节点b经过桥臂R3上10 Ω电阻rQ连接90 Ω电阻ri一端后与桥臂R3 X 1量限触点连接，电阻ri另一端连接900 Ω电阻Γ2-端后与桥臂R3 X 10量限触点连接，电阻Γ2 另一端连接9ΚΩ电阻r3-端后与桥臂R3Xl〇 2量限触点连接，电阻r3另一端连接X103、X 104、X 105量限触点，桥臂R3上X 106量限触点经过1 Ω电阻Γ4连接节点b，桥臂R3上X 108量限 触点经过100 Ω电阻^连接节点b，桥臂R3上X 101Q、X 1012、X 1014量限触点经过10K Ω电阻r6 连接节点b，桥臂R3的金属接触环与电桥节点c连接;检流计G另一端节点e经过桥臂R4上0.1 Ω电阻打后与桥臂R4上X 106、X 108、X 101Q量限触点连接，经过桥臂R4上0.01 Ω电阻r8后与 桥臂R4上X 1〇12、X 1〇14量限触点连接，桥臂R4上其余量限触点与电路断开，桥臂R4金属接触 环与节点c连接;桥臂也在X 1、X 10、X 102、X 103量限触点经过10 Ω电阻r9与节点c连接，桥 臂R5在X 1〇4量限触点经过1 Ω电阻riQ与节点C连接，桥臂也在X 1〇5、X 1〇6、X 1〇8、X 101Q量 限触点经过0.1 Ω电阻ril与节点C连接，桥臂也在父1〇12、X 1〇14量限触点经过0.01 Ω电阻ri2 与节点C连接，桥臂R5金属接触环与节点d连接;桥臂R6在X 1、X 10、X 102、X 103、X 104、X 1〇5量限触点都直接与节点e连接，桥臂R6X 106、X 108、X 101Q、X 1012、量限触点经过10ΚΩ电 阻:ri3与节点e连接，桥臂R6在X 1014量限触点经过1ΜΩ电阻ri4与节点e连接，桥臂R6金属接触 环与节点d连接，桥臂R3、桥臂R 4、桥臂R5、桥臂R6上的电刷都置在同一个量限档位，转动时四 把电刷同步；比较臂R2-端连接节点d，另一端连接节点a，与节点a连接还有被测臂一端及 电源E-端，被测臂另一端连接节点b，电源E另一端连接节点c。
[0005]本发明的第二种技术方案这样采取：它有用于连接被测量"Rx" 一只被测臂，有六 个步进盘组成的一只比较臂R2,比较臂R2的第一步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的测 量盘f，测量盘f上每两个相邻触点间焊接1000Ω电阻一只，第二步进盘是有0、1、2、…… 10共11个档位的测量盘II人测量盘IV上每两个相邻触点间焊接100 Ω电阻一只，第三步进 盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量盘IIV，测量盘IIV上每两个相邻触点间焊接10 Ω 电阻一只，第四步进盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量盘IV'，测量盘IV'上每两个相 邻触点间焊接1Ω电阻一只，第五步进盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量盘疒，测量盘 r上每两个相邻触点间焊接0.1 Ω电阻一只，第六步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的 测量盘VI'，测量盘VI'上每两个相邻触点间焊接0.01 Ω电阻一只；其特征在于它另有四只 桥臂，与被测臂连接的检流计G顶端节点b经过桥臂R3上10 Ω电阻rQ连接90 Ω电阻ri一端后 与桥臂R3 X 1量限触点连接，电阻ri另一端连接900 Ω电阻r2-端后与桥臂R3 X 10量限触点 连接，电阻r2另一端连接9K Ω电阻r3-端后与桥臂R3 X 1〇2量限触点连接，电阻r3另一端连接 X 103、X 104、X 105量限触点，桥臂R3上X 106量限触点经过1 Ω电阻r4连接节点b，桥臂R3上 X 1〇8量限触点经过100 Ω电阻接节点b，桥臂R3上X 101()、X 1012、X 1014量限触点经过 10K Ω电阻Γ6连接节点b，桥臂R3的金属接触环与电桥节点c连接;检流计G另一端节点e经过 桥臂R4上〇. 1 Ω电阻^后与桥臂R4上X 1〇6、X 1〇8、X l〇1Q量限触点连接，经过桥臂R4上〇 . 〇1 Ω 电阻rs后与桥臂R4上X 1012、X 1014量限触点连接，桥臂R4上其余量限触点与电路断开，桥臂 R4金属接触环与节点c连接;桥臂抱在X 1、X 10、X 102、X 103量限触点经过10 Ω电阻r9与节 点c连接，桥臂他在※104量限触点经过1 Ω电阻riQ与节点c连接，桥臂抱在※1〇5、X 1〇6、X 1〇8、X l〇1Q量限触点经过〇. 1 Ω电阻ril与节点C连接，桥臂R^X 1〇12、X 1〇14量限触点经过 0.01 Ω电阻ri2与节点c连接，桥臂R5金属接触环与节点d连接;桥臂R 6在X 1、X 10、X 102、X 103、X 104、X 105量限触点都直接与节点e连接，桥臂R6X 106、X 108、X 101()、X 1012、量限触 点经过10ΚΩ电阻Π 3与节点e连接，桥臂R6在X 1014量限触点经过1ΜΩ电阻Π 4与节点e连接， 桥臂R6金属接触环与节点d连接，桥臂R3、桥臂R4、桥臂R 5、桥臂R6上的电刷都置在同一个量限 档位，转动时四把电刷同步；比较臂R2-端连接节点d，另一端连接节点a，与节点a连接还有 被测臂一端及电源E-端，被测臂另一端连接节点b，电源E另一端连接节点c。
[0006]通过以上技术方案，除了连接被测量"Rx"的测量臂外，其余桥臂都是一般阻值的 电阻，对材料的绝缘要求就低了，也可以不采用屏蔽措施，由于电阻阻值低，电源就不需要 尚压，300V以下就可以。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明原理电路。虚线部分是为进行三角形一一星型变换提供参考。
[0008] 图2是对图1进行三角形一一星型变换后等效电路。
[0009] 图3是本发明第一种方案的电路图。
[0010] 图4是本发明第二种方案的电路图。
【具体实施方式】
[0011] 实施例一，
[0012] 在图3中，比较臂R2测量盘I上10 X 10000 Ω的电阻，表示测量盘I由10只10000 Ω电 阻组成，其余测量盘同理。
[0013]在图3中，所有桥臂、比较臂上粗黑线条表示金属接触环，空心小圆圈表示金属触 点，双向箭头表示金属电刷，长方框表示电阻，长方框内的数字表示该电阻阻值。
[0014]图1是本发明原理电路，对图1中桥臂R4、桥臂R5、桥臂R6进行三角形一一星型变换：
[0018]根据图2可有：
[0019]
[0020] 从(4)式可知增大桥臂R2、桥臂R3、桥臂R6电阻值，减小桥臂R4、桥臂R5的电阻值，就 可以测量阻值很大的电阻，当电桥选择合适的精度，让后三项可以忽略：
[0022] 桥臂R4在X 1、X 10、X 102、X 103、X 104、X 105量限时脱离电桥电路，这时是实际个 单电桥，所以
[0023] Rx = R3/R5XR2在XI量限桥臂R3 = 10Q，桥臂R5 = l〇Q，所以比值为1;在X10量限， 10 Ω电阻ro串联90 Ω电阻r，桥臂R3 = 1 〇〇 Ω，桥臂R5 = 1 ο Ω，所以比值为1 〇;在X 1 〇2量限，桥 臂R3=1000 Q，桥臂R5 = l〇Q，所以比值为1〇2;在X103量限，桥臂R3=l〇〇〇〇Q，桥臂R 5=l〇 Ω，所以比值为103;在X104量限，桥臂R3 = 10000 Q，桥臂R5=1Q，所以比值为1〇4;在X105 量限，桥臂R3=10000 Q，桥臂R5 = 〇.lQ，所以比值为105。
[0024] 电桥在X106、X108、X101QX10 12、X1014量限时桥臂R4接入电桥电路，这时Rx = R3R6R2/R4R5，在X106量限桥臂R3=1Q，桥臂R6 = 10KQ，桥臂r4 =桥臂r5 = 〇.iq，这时被测 臂Rx= (1 X 104/10-1 X 10-4 X R2= 106R2，在 X 108量限桥臂R3= 100 Ω，桥臂R6= ?οκ Ω，桥臂 R4 =桥臂Rs = 0 · 1 Ω，这时被测臂RX= (1〇〇 X 1〇4/1〇-1 X 10-4 X R2= l〇8R2，在 X l〇1Q量限桥臂 R3 = 10K Ω，桥臂R6 = 10K Ω，桥臂R4 =桥臂R5 = 〇 · 1 Ω，这时被测臂RX= (104x 104/10-1 X ?ο-〇 XR2=101QR2。在X1012量限桥臂R 3 = 10KQ，桥臂R6=10KQ，桥臂R4 =桥臂R5 = 0.01Q，这时 被测臂Rx=(1〇4X1〇4/1〇-2Xl〇- 2) XR2 = 101QR2。在Χ?ο14量限桥臂R3 = 10KQ，桥臂R6 = 1M ω，桥臂R4=桥臂R5 = 0.01Q，这时被测臂Rx=(104X 106/10-ixio-
[0025] 在X106量限时，本电路桥臂R3采用取1 Ω，桥臂R6、比较臂R2也可达1〇ΚΩ (测量时 电桥应该用到第一步进盘），桥臂R4、桥臂抱电阻值为0.1 Ω，这时
[0027] Rx=1〇10+3X105Q
[0028] 忽略后三项引起的误差：
[0030] 当电桥精度为0.05级时，该误差可以不计。
[0031] 在X 108量限、在X 101()量限、在X 1012量限、量限误差分析同理。
[0032] 在X1014量限时，桥臂R3=10KQ，桥臂R6=1MQ，桥臂R 4 =桥臂R5 = 0.01Q，桥臂R6 = 1ΜΩ比较臂办置1〇〇〇〇0，这时
[0034] Rx=1018+1.02X1012Q
[0035] 忽略后三项引起的误差：
[0037] 电桥精度可达0.001级。
[0038] 实施例二，在图4中，桥臂R4在X 1、X 10、X 102、X 103、X 104、X 105量限时脱离电桥 电路，这时与实施例一是一样的单电桥，电桥在X 1〇6、X 1〇8、X ιο1()χ 1〇12、X 1〇14量限时桥 臂R4接入电桥电路，这时Rx=R3R6R2/R4R5，
[0041] Rx=109+1.2X 105 Q
[0042] 忽略后三项引起的误差：
[0044] 电桥可采用0.1级，后三项引起的误差可以忽略。
[0045] 在X1014量限时，桥臂R3=10KQ，桥臂R6=1MQ，桥臂R 4 =桥臂R5 = 〇.〇lQ，桥臂R6 =1]^比较臂办置1〇〇(^，这时
[0049]当电桥精度为0.01级时，后三项引起的误差可以忽略。
【主权项】
1. 一种能测量普通电阻、高阻、超高阻的电桥，它有用于连接被测量"Rx"一只被测臂，有 六个步进盘组成的一只比较臂R 2,比较臂R2的第一步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的 测量盘I，测量盘I上每两个相邻触点间焊接10000 Ω电阻一只，第二步进盘是有0、1、2、…… 10共11个档位的测量盘II，测量盘II上每两个相邻触点间焊接1000 Ω电阻一只，第三步进 盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量盘III，测量盘III上每两个相邻触点间焊接100 Ω 电阻一只，第四步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘IV，测量盘IV上每两个相邻 触点间焊接10 Ω电阻一只，第五步进盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量盘V，测量盘V 上每两个相邻触点间焊接1Ω电阻一只，第六步进盘是有0、1、2、……10共11个档位的测量 盘VI，测量盘VI上每两个相邻触点间焊接0.1 Ω电阻一只；其特征在于它另有四只桥臂，与 被测臂连接的检流计G顶端节点b经过桥臂R3上10 Ω电阻rQ连接90 Ω电阻ri一端后与桥臂R3 X 1量限触点连接，电阻η另一端连接900 Ω电阻r2-端后与桥臂R3 X 10量限触点连接，电阻 r2另一端连接9ΚΩ电阻r3-端后与桥臂R3X 1〇2量限触点连接，电阻r3另一端连接X 1〇3、X 104、X 105量限触点，桥臂R3上X 106量限触点经过1 Ω电阻Γ4连接节点b，桥臂R3上X 108量限 触点经过100 Ω电阻^连接节点b，桥臂R3上X 101Q、X 1012、X 1014量限触点经过10K Ω电阻r6 连接节点b，桥臂R3的金属接触环与电桥节点c连接;检流计G另一端节点e经过桥臂R4上0.1 Ω电阻^后与桥臂R4上X 106、X 108、X 101Q量限触点连接，经过桥臂R4上0.01 Ω电阻r8后与 桥臂R4上X ?ο12、X 1〇14量限触点连接，桥臂R4上其余量限触点与电路断开，桥臂R4金属接触 环与节点c连接;桥臂抱在X 1、X 10、X 102、X 103量限触点经过10 Ω电阻r9与节点c连接，桥 臂R5在X 104量限触点经过1 Ω电阻riQ与节点C连接，桥臂抱在X 1〇5、X 1〇6、X 1〇8、X l〇1Q量 限触点经过0.1 Ω电阻rn与节点C连接，桥臂抱在父1〇12、X 1〇14量限触点经过0.01 Ω电阻ri2 与节点C连接，桥臂R5金属接触环与节点d连接;桥臂R6在X 1、X 10、X 102、X 103、X 104、X 1〇5量限触点都直接与节点e连接，桥臂R6X 106、X 108、X 101Q、X 1012、量限触点经过10ΚΩ电 阻Π 3与节点e连接，桥臂R6在X 1014量限触点经过1ΜΩ电阻ri4与节点e连接，桥臂R6金属接触 环与节点d连接，桥臂R3、桥臂R 4、桥臂R5、桥臂R6上的电刷都置在同一个量限档位，转动时四 把电刷同步；比较臂R2-端连接节点d，另一端连接节点a，与节点a连接还有被测臂一端及 电源E-端，被测臂另一端连接节点b，电源E另一端连接节点c。2. -种有单臂电桥、高阻电桥两种功能的电桥，它有用于连接被测量"RX"一只被测臂， 有六个步进盘组成的一只比较臂R 2,比较臂R2的第一步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位 的测量盘f，测量盘f上每两个相邻触点间焊接1000 Ω电阻一只，第二步进盘是有〇、1、 2、……10共11个档位的测量盘II7，测量盘II7上每两个相邻触点间焊接100 Ω电阻一只，第 三步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘IIV，测量盘IIV上每两个相邻触点间焊 接10Ω电阻一只，第四步进盘是有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘IV'，测量盘IV'上每 两个相邻触点间焊接ιω电阻一只，第五步进盘是有〇、ι、2、……?ο共11个档位的测量盘r， 测量盘V'上每两个相邻触点间焊接0.1 Ω电阻一只，第六步进盘是有〇、1、2、……10共11个 档位的测量盘W，测量盘W上每两个相邻触点间焊接0.01 Ω电阻一只；其特征在于它另 有四只桥臂，与被测臂连接的检流计G顶端节点b经过桥臂R3上10 Ω电阻ro连接90 Ω电阻ri 一端后与桥臂R3 X 1量限触点连接，电阻ri另一端连接900 Ω电阻r2-端后与桥臂R3 X 10量 限触点连接，电阻r2另一端连接9ΚΩ电阻r3-端后与桥臂R3Xl〇 2量限触点连接，电阻r3另一 端连接X 1〇3、X 1〇4、X 1〇5量限触点，桥臂R3上X 1〇6量限触点经过1 Ω电阻r4连接节点b，桥 臂R3上X 108量限触点经过100 Ω电阻^连接节点b，桥臂R3上X 101Q、X 1012、X 1014量限触点 经过1 OK Ω电阻Γ6连接节点b，桥臂R3的金属接触环与电桥节点c连接;检流计G另一端节点e 经过桥臂R4上0.1 Ω电阻^后与桥臂R4上X 1〇6、X 1〇8、X 1〇1()量限触点连接，经过桥臂R4上 0.01 Ω电阻Γ8后与桥臂R4上X 1012、X 1014量限触点连接，桥臂R4上其余量限触点与电路断 开，桥臂R4金属接触环与节点c连接;桥臂抱在X 1、X 10、X 102、X 103量限触点经过10 Ω电 阻Γ9与节点C连接，桥臂R5在X 104量限触点经过1 Ω电阻no与节点C连接，桥臂R5在X 105、X 106、X 108、X 101°量限触点经过0.1 Ω电阻ril与节点c连接，桥臂R^X 1〇12、X 1〇14量限触点 经过0.01 Ω电阻ri2与节点C连接，桥臂R5金属接触环与节点d连接;桥臂R6在X 1、X 10、X 102、X 103、X 104、X 105量限触点都直接与节点e连接，桥臂R6X 106、X 108、X 101Q、X 1012、量 限触点经过10ΚΩ电阻ri3与节点e连接，桥臂R6在X 1014量限触点经过1ΜΩ电阻ri4与节点e 连接，桥臂R6金属接触环与节点d连接，桥臂R 3、桥臂R4、桥臂R5、桥臂R6上的电刷都置在同一 个量限档位，转动时四把电刷同步；比较臂R2-端连接节点d，另一端连接节点a，与节点a连 接还有被测臂一端及电源E-端，被测臂另一端连接节点b，电源E另一端连接节点c。
【文档编号】G01R17/10GK106093513SQ201610619433
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月28日 公开号201610619433.4, CN 106093513 A, CN 106093513A, CN 201610619433, CN-A-106093513, CN106093513 A, CN106093513A, CN201610619433, CN201610619433.4
【发明人】骆孝峰
【申请人】富阳兴远仪器仪表经营部