专利名称：3v工作电源改进的电位差计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对直流电压进行测量的仪器。
背景技术：
当前3V工作电源的便携式电位差计，采用三节1.5V1号干电池并联后与另三节并联的1号干电池串联，获得3V工作电压，干电池放在固定于外壳的电池盒内，通过弹簧片接触干电池的电极，弹簧片上的电压直接作为电位差计的工作电压，象市售UJ33a、UJ33b等均如此。由于电位差计精度非常高，为0.1级或0.05级，它的工作电流要非常稳定，哪怕稍微变化也会反映到测量结果中，测量时引线的摆动，开关旋转时的振动都会影响弹簧片与干电池的接触状态，有时对“标准”扳键合上指针向左偏，再合上一次指针又偏向右，这样既影响了测量速度又降低了测量数据的可靠性。
实用新型内容本实用新型的目的是使UJ33a型电位差计在测量时即使有较大的振动，也不会影响到电位差计进行准确测量。
本实用新型的技术方案是这样的电位差计内部形成降压的电阻由三部份组成；测量电路总电阻，校对标准用的调定电阻，调节工作电流的可调电阻与降低电源电压的固定电阻。UJ33a型电位差计测量上限为1.055V，所以测量电路上有1.055V压降，由于不饱和标准电池电动势为1.0188V～1.0196V，调定电阻阻值339.6Ω，如0.4Ω可调合计340Ω，工作电流是3mA，因此调定电阻上有1.02V压降，两者总和为2.075V，两组串联干电池电量耗到尚能使用约为2.8V，为了把2.8V降到测量盘可工作，电路中串联了240Ω电阻，工作电流3mA，它上面的压降是0.72V，由于新电池两组达3.3V电压，为实现2.8V～3.3V连续可调，采用10×15Ω粗调，0～20Ω细调。
从上分析可知，电位差计实际需要电压约占3V的2/3，当弹簧片接触干电池后，经过稳压器稳压后再对电路供电就可以有效改变目前因接触不良引起的情况。
本技术方案是弹簧片接触电池电极后的电压，经过限流电阻加在精密稳压器TL431两端，并通过两只外加电阻的比，选择2.6V电压对电位差计内部线路供电。
为了使稳压后电压不漂移，两只外加电阻采用康铜丝绕制，康铜丝温度系数几乎为零，有较大的热电势，但在电路里没有发热器件，因此在仪器及电路中的热电势方向相反数值相同，互相抵销，稳压器TL431在0～70℃范围内温度特性平坦，典型值为50PPm/℃，在0～40℃温漂为万分之二，所以采用稳压器TL431以后，工作电流调节范围很小，可以省去原先用于10×15Ω粗调开关及开关上的电阻，只要保留0～20Ω细调，因它有百分之二的调节范围已足够。
弹簧片接触时好时坏，引起电压变化在10～3～10～4量级，这对0.05级的UJ33a型直流电位差计带来很大影响，经过TL431稳压器后，它的电压调整率约1％。弹簧片接触影响降低到10～5～10～6数量级，从而可以忽略。
采取以上技术方案，UJ33a型电位差计增加了三只电阻约三元钱，一只稳压器TL431不到2元，但可减少一只粗调开关及电阻，电工仪器上采用的都是银铜复合材料的开关，该开关要壹佰多元加上电阻10只，因此本技术方案既降低了成本，又提高了仪器性能，用户操作时只要转动细调就能进行工作电流调节，对使用带来方便。
图1是现有UJ33a型直流电位差计电路图图2是对UJ33a型电位差计改进后的电路图具体实施方式
由图2与图1对照可知，改进后增加电阻R0、R1、R2及稳压器TL431，及省去图1中的工作电流粗调用的10×15Ω开关及电阻。
在图2中，在×5、×1、×0.1量程时，3V电池组经过弹簧片接触后，通过10Ω限流电阻R0外加电阻R1与R2串联后与稳压器TL431并联在电路中，其中阻值为200Ω的电阻R1与TL431阴极并联在电路正极，阻值为5000Ω的电阻R2与稳压器TL431并联在电路负极，电阻R1与电阻R2串联的连接点连接TL431参考极，该电路的稳电压由电阻R1与电阻R2比值决定，输出电压V0＝(1+R1/R2)×2.5V，本电路输出电压(1+200/5000)×2.5V＝2.6V。为了能准确调节到2.6V，电阻R2由固定电阻串联可调电阻组成，阻值为4980Ω是固定电阻，阻值是50Ω与1KΩ并联的是可调电阻，检定时，在20℃恒温室内调1KΩ电位器，用电压表观察稳压器TL431两端电压通过调整1KΩ电位器阻值，使TL431两端电压为2.6V，并将1KΩ电位器锁定。
UJ33a型电位差计测量盘有三个，第I盘20×20Ω，第II盘10×2Ω，第III盘0～2.2Ω，测量盘总电阻为422.2Ω，用于量限变换的电阻值分别是42.22Ω、379.98Ω、1688.8Ω，这个测量网络上的电压降是1.055V，不饱和标准电池电动势每只不一样，在1.0188～1.0196V之间，UJ33a型电位差计工作电流是3mA，所以采用339.6Ω电阻与0.4Ω串联，调节范围为1.0188V～1.02V，复盖了整个不饱和标准电池电动势示值范围区。以上两者压降是2.075V，TL431输出2.6V，尚有0.525V电压需要电阻承担，在3mA电流下其阻值为175Ω，可调电阻RP为0～20Ω电位器，取其中间值为10Ω，所以本技术方案选定电阻Rc取165Ω。
权利要求1.一种对3V工作电源改进的电位差计，它有调节工作电流大小的可调电阻RP，降低电源电压的电阻Rc，有20×20Ω的第I测量盘，10×2Ω的第II测量盘，0～2.2Ω的滑线盘及42.22Ω、379.98Ω、1688.8Ω三只量程变换电阻组成的测量网络及339.6Ω及与之串联的0.4调节电阻组成的调定电阻，它们一起串联在电位差计电路中，其特征在于弹簧片上的电压经10Ω限流电阻R0后，通过与稳压器并联的，自身相互串联的外加比例电阻R1及R2，其中阻值为200Ω的R1与稳定器TL 431的阴极并联在电路正极，阻值为5000Ω的电阻R2，与稳压器TL 431并联在电路负极，电阻R1与电阻R2连接点连接TL431参考极，稳压输出2.6V电压，通过降压的电阻Rc阻值为165Ω。
2.根据权利要求1所述的3V工作电源改进的电位差计，其特征在于阻值为5000Ω的外加电阻是由阻值为50Ω的电阻并联0～1KΩ可调电阻后与4980Ω电阻串联组成。
3.根据权利要求1或2所述的3V工作电源改进的电位差计，其特征在于外加的200Ω电阻，4980Ω电阻及50Ω电阻均由康铜丝绕制而成。
专利摘要一种用于直流电压测量，采用6节1号干电池获得3V工作电源改进的电位差计，内部有稳压器将电池电压稳定在2.6V后对电位差计的测量线路，标准化线路供电，克服了测量时由于弹簧片与电池电极接触状态有微小变动引起标准变动情况。
文档编号G01R19/10GK2847307SQ20052010439
公开日2006年12月13日 申请日期2005年7月31日 优先权日2005年7月31日
发明者骆乃光 申请人:骆乃光