一种测量范围很广的电桥的制作方法

文档序号:10722825阅读:282来源:国知局
一种测量范围很广的电桥的制作方法
【专利摘要】一种用于直流电阻测量、由六只桥臂组成的电桥,它的比较臂由四只步进盘组成,可以测量从一般电阻到高阻的广阔范围。
【专利说明】
一种测量范围很广的电桥
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] 当前对于测量106Ω以上电阻,就要用到高阻电桥,高阻电桥一般含有高阻箱,高 阻的标准电阻,测量时由于阻值大,所采用的电源电压也高,有时大于1000V,高阻电桥绝缘 要求高,还需要复杂的屏蔽系统。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的是设计一种测量范围很广的电桥,它不需要高阻箱及高阻标准电 阻,仅采用阻值在104Ω以下的一般电阻,测量上限可达10 12Ω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,有四 只步进盘组成的比较臂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 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10 Ω电阻一只;它另有四只桥臂,与被测臂连接的检流计G顶端b经过桥臂R3上100 Ω电 阻^连接900 Ω电阻r2-端后与桥臂R3 X 1量限触点连接,电阻r2另一端连接9000 Ω电阻r3- 端后与桥臂R3X 10量限触点连接,9000 Ω电阻r3另一端与桥臂R3X 1〇2、X 1〇3、X 1〇4、X 1〇5、 \106、\107、\108量限触点连接,桥臂1? 3金属接触环与电桥节点(3连接,检流计6另一端节 点e经过桥臂R4上1 Ω电阻r4后与桥臂R4X 1〇5、X 1〇6、X 1〇7、X 1〇8量限触点连接,桥臂R4上其 余量限触点与电路断开,桥臂R4金属接触环与电桥节点C连接,桥臂R5X 1、X 10、X 102量限 触点经过99 Ω电阻r5与X 104量限触点连接,桥臂R5 X 1〇3量限触点经过9 Ω电阻r6与X 1〇4、 X 105、X 106、X 107、X 108量限触点连接,桥臂R5X 108量限触点经过1 Ω电阻r7与电桥节点c 连接,桥臂R5金属接触环与电桥节点d连接,桥臂R6X 1、X 10、X 102、X 103、X 104量限触点都 直接与节点e连接,桥臂R6X105量限触点经过10Ω电阻 r8与节点e连接,桥臂R6Xl〇6量限触 点经过100 Ω电阻rg与节点e连接,桥臂R6X 107量限触点经过1000 Ω电阻rio与节点e连接,桥 臂RsX 108量限触点经过10000 Ω电阻rn与节点e连接,桥臂R6金属接触环与电桥节点d连接, 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,有四 只步进盘组成的比较臂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 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ο、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;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b经过桥臂 R3上100Ω电阻ri连接900Ω电阻r2-端后与桥臂R3X1量限触点连接,电阻 r2另一端连接 9000 Ω电阻r3-端后与桥臂R3 X 10量限触点连接,9000 Ω电阻r3另一端与桥臂R3 X 1〇2、X 103、X 104、X 105、X 106、X 107、X 108量限触点连接,桥臂R3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R 4上1 Ω电阻r4后与桥臂R4X 1〇5、X 1〇6、X 1〇7、X 1〇8量限触 点连接,桥臂R4上其余量限触点与电路断开,桥臂R4金属接触环与电桥节点C连接,桥臂R5 X 1、X 10、X 102量限触点经过99 Ω电阻^与X 1〇4量限触点连接,桥臂R5 X 1〇3量限触点经过9 Ω电阻r6与X 104、X 105、X 106、X 107、X 108量限触点连接,桥臂R5 X 108量限触点经过I Ω电 阻Γ7与电桥节点C连接,桥臂R5金属接触环与电桥节点d连接,桥臂R6X 1、X 10、X 102、X 103、 X 1〇4量限触点都直接与节点e连接,桥臂R6 X 105 X ΙΟ6、X ΙΟ7、X 108量限触点经过1ΜΩ电阻 ri2与节点e连接,桥臂R6金属接触环与电桥节点d连接,桥臂R3、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R 2-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〇
[0006] 通过以上技术方案,除了连接被测量"Rx"的被测臂外,其余桥臂都是一般阻值的 电阻,对材料的绝缘要求就低了,还可以降低屏蔽措施,由于电阻阻值低,电源就不需要高 压,只要采用30~60V就可以了。
【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是本发明第一种电路图。
[0010] 图4是本发明另一种电路图。
【具体实施方式】
[0011] 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,在图4中也一样。
[0012] 在图3、图4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。
[0013]图1是本发明原理电路,对图1中桥臂R4、桥臂R5、桥臂R 6进行三角形一一星型变换:
[0017]根据图2可有:
[0019 ] 从⑷式可知增大桥臂R2、桥臂R3、桥臂R6电阻值,减小桥臂R 4、桥臂R5的电阻值,就可以测量阻值很大的电阻,当电桥精度不高时,后三项可以忽略:
[0021] 在图3中,第一种电路采用10000 Ω桥臂R3、10000 Ω桥臂R6、比较臂R2也可达10000 Ω,桥臂R4、桥臂R5电阻值为1 Ω,这时
[0023] Rx=1012+3X108Q
[0024] 忽略后三项引起的误差:
[0026] 当电桥精度为0.5级时,该误差可以不计。
[0027] 桥臂R3在XI量限时在电桥中的阻值是100Ω,Χ1〇量限时是100Ω电阻 ri串联900 Ω电阻?,电桥中的阻值是1000 Ω,X 1〇2量限时是1〇〇〇 Ω电阻串联9000 Ω电阻r3,电桥中的 阻值是10000 Ω,以后各量限在电桥中都是10000 Ω。
[0028] 桥臂R4在X 1量限、X 10量限、X 1〇2量限、X 1〇3量限、X 1〇4量限均脱尚电桥电路, 在X 1〇5量限、X 1〇6量限、X 1〇7量限、X 1〇8量限有1 Ω电阻Γ4进入电路。
[0029] 桥臂他在※1量限、X 10量限、X 102量限时是1 Ω电阻r7串联99 Ω电阻^在电桥电 路中桥臂R5的示值是100 Ω电阻,桥臂也在X 1 〇3量限时是1 Ω电阻r7串联9 Ω电阻r6,在电桥 电路中桥臂Rs的示值是10 Ω电阻,桥臂R5的其他量限在桥路中的电阻值为1Ω。
[0030] 电桥节点e与节点d之间是桥臂R6,在X 1量限、X 10量限、X 102量限、X 103量限、X 1〇4量限时,节点e与节点d之间是直接导通,桥臂R^XIO5量限时节点e与节点d之间是10Ω 电阻r8,在X 106量限时节点e与节点d之间是100 Ω电阻r9,在X 1 〇7量限时节点e与节点d之 间是1000Ω电阻riQ,在X10 8量限时节点e与节点d之间是10000Ω电阻ril。
[0031] 在X 1量限、X 10量限、X 102量限、X 103量限、X 104量限时,桥臂R4脱离电桥电路, 这时是个单电桥,所以
[0032] Rx=(R3/R5)XR2在XI量限桥臂R3 =桥臂R5=100Q,所以比值为1;在X10量限桥 臂R3 = 1000 Q,桥臂r5=i〇〇q,所以比值为10;在X102量限桥臂R3 = 10000 Q,桥臂R5 = 100 ω,所以比值为100;在X103量限桥臂R3 = 10000 Q,桥臂R5 = l〇Q,所以比值为1000;在X 1〇4量限桥臂R3 = 10000 Q,桥臂R5 = l Ω,所以比值为10000。其他量限桥臂R4接入电桥电路, 这时
[0033] rx=(r3r6/r4r5) Xr2,在 X105 量限桥臂 r3 = i〇〇〇〇q,桥臂 R6=l〇Q,桥臂 R4 =桥臂 R5 = 1 Ω,这时被测臂RX是比较臂吣的十万倍;在X 1〇6量限桥臂R3= 10000 Ω,桥臂R6= 100 Ω,桥臂R4 =桥臂R5=1Q,这时被测臂Rx是比较臂R2的壹佰万倍;在X10 7量限桥臂R3 = 10000Ω,桥臂R6=l〇〇〇Q,桥臂R4 =桥臂R5 = 1Q,这时被测臂RX是比较臂吣的壹仟万倍;在 X108量限桥臂R3=10000Q,桥臂R6=10000Q,桥臂r 4 =桥臂R5=1Q,这时被测臂Rx是比较 臂R2的壹亿倍。
[0034] 在图4中,另一种电路采用10000Ω桥臂R3、1MQ桥臂R6、比较臂R2也可达10000Ω, 桥臂R4、桥臂R5电阻值为1 Ω,在X 1〇5、X 1〇6、X 1〇7、X 108、量限时
[0036] Rx=1〇14+1.〇2X1010Q
[0037] 忽略后三项引起的误差:
[0039]当电桥精度为0.1级时,该误差可以不计。其他量限与图3同。
【主权项】
1. 一种测量范围很广的电桥,它有用于连接被测量"Rx"一只被测臂,有四只步进盘组成 的比较臂R 2,比较臂R2的第一步进盘是有0、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;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b经过桥臂R3上100 Ω电阻ri 连接900Ω电阻r2-端后与桥臂R3X 1量限触点连接,电阻r2另一端连接9000 Ω电阻r3-端 后与桥臂R3X 1〇量限触点连接,9000 Ω电阻r3另一端与桥臂R3 X 1〇2、X 1〇3、X 1〇4、X 1〇5、X ΙΟ6、X ΙΟ7、X 108量限触点连接,桥臂R3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1 Ω电阻r4后与桥臂R4X 1〇5、X 1〇6、X 1〇7、X 1〇8量限触点连接,桥臂R4上其余 量限触点与电路断开,桥臂R4金属接触环与电桥节点c连接,桥臂R 5X 1、X 10、X 102量限触 点经过99 Ω电阻r5与X 104量限触点连接,桥臂R5 X 103量限触点经过9 Ω电阻r6与X 104、X 105、X 106、X 107、X 108量限触点连接,桥臂R5X 108量限触点经过1 Ω电阻r7与电桥节点c连 接,桥臂R5金属接触环与电桥节点d连接,桥臂R 6X 1、X 10、X 102、X 103、X 104量限触点都直 接与节点e连接,桥臂R6X 105量限触点经过10 Ω电阻r8与节点e连接,桥臂R6X 1〇6量限触点 经过100 Ω电阻Γ9与节点e连接,桥臂R6X 107量限触点经过1000 Ω电阻no与节点e连接,桥臂 R6X 1〇8量限触点经过10000 Ω电阻Π 1与节点e连接,桥臂R6金属接触环与电桥节点d连接,桥 臂R3、桥臂R4、桥臂R5、桥臂R 6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. -种测量范围很广的电桥,它有用于连接被测量"Rx"一只被测臂,有四只步进盘组成 的比较臂R2,比较臂R 2的第一步进盘是有0、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;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b经过桥臂R3上100 Ω电阻ri 连接900Ω电阻r2-端后与桥臂R3X 1量限触点连接,电阻r2另一端连接9000 Ω电阻r3-端 后与桥臂R3X 1〇量限触点连接,9000 Ω电阻r3另一端与桥臂R3 X 1〇2、X 1〇3、X 1〇4、X 1〇5、X ΙΟ6、X ΙΟ7、X 108量限触点连接,桥臂R3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1 Ω电阻r4后与桥臂R4X 1〇5、X 1〇6、X 1〇7、X 1〇8量限触点连接,桥臂R4上其余 量限触点与电路断开,桥臂R4金属接触环与电桥节点c连接,桥臂R 5X 1、X 10、X 102量限触 点经过99 Ω电阻r5与X 104量限触点连接,桥臂R5 X 103量限触点经过9 Ω电阻r6与X 104、X 105、X 106、X 107、X 108量限触点连接,桥臂R5X 108量限触点经过1 Ω电阻r7与电桥节点c连 接,桥臂R5金属接触环与电桥节点d连接,桥臂R 6X 1、X 10、X 102、X 103、X 104量限触点都直 接与节点e连接,桥臂R6X 105 X ΙΟ6、X ΙΟ7、X 108量限触点经过1ΜΩ电阻ri2与节点e连接,桥 臂R6金属接触环与电桥节点d连接,桥臂R3、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
【文档编号】G01R17/10GK106093514SQ201610707961
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月17日
【发明人】骆孝峰, 程军
【申请人】富阳兴远仪器仪表经营部
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