专利名称：二量程电位差计的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量直流电压的仪器。
背景技术：
申请号200510062262. 1及200510062220. 8公布了有三只步进盘与一只双滑线盘 的电位差计，它的第二、第三步进盘各有测量盘、代换盘与辅助盘组成，测量盘与代换盘上 的电阻阻值相同，测量盘每增加一个电阻，代换盘就减小相同电阻，由于第二步进盘不置在 第0触点时，第三步进盘置不同示值时电路总阻是变化的，第二步进盘置在第0触点时，第 三步进盘置不同示值时电路总阻不变，为此第二步进盘除有测量盘、代换盘外，增加了辅助 盘来区别第二步进盘置第0触点及不置第0触点两种情况的电路连接，第三步进盘也增加 了辅助盘，上面有IO只电阻来分别接入或切出若干个电阻使电路总阻不变。三只测量盘与 一只测量盘滑线连接在两个测量端钮间，使步进盘开关上的电刷排除在测量回路之外，三 只测量盘与一只测量盘滑线上的电阻之间不存在开关切换，也就不产生变差；也解决了开 关的热电势与接触可变热电势影响。 由于第二、第三步进盘都有辅助盘，增加了第二、第三步进盘开关的层数，从而增 大了仪器的体积，也使开关及仪器结构变得复杂，特别是仪器检定过程中如果发现第二、第 三步进盘测量数据超差，要修正第二、第三步进盘开关的内层电阻是非常麻烦的。
发明内容
本发明的目的是，是设计一种有三只步进盘与一只双滑线盘的电位差计，它测量 开关步进切换的接触电阻及变差，开关热电势不影响测量结果；并且三只步进盘与一只滑 线盘都不用辅助盘。它有二个量程，最小分辨率为V。 本发明用的技术方案是电流从电位差计4. 5V工作电源的正极经过三只步进盘 与一只双滑线盘上的电阻网络到调定电阻Rw，再到可调电阻及电阻R。后回到工作电源的负 极组成电位差计工作回路；从标准电池EN正极经过两个常闭触点间接有检流计G双刀双 掷开关K2，到调定电阻RN及可锁定的可调电阻，再到标准电池负极组成电位差计标准回路； 电位差计用于连接被测量"U/'的两个端钮，正极端钮经过三个测量盘、一个测量盘滑线的 电阻网络后，再经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K2到负极端钮组成电 位差计补偿回路；其特征在于第一步进盘由各有20只1000/11 Q电阻组成的第I测量盘与 第I'代换盘组成，第二步进盘由各有10只11Q电阻组成的第II测量盘与第II'代换盘 组成，在第二步进盘上测量盘的电刷与代换盘的电刷经过22Q电阻&连接，第三步进盘由 各有10只11Q电阻组成的第ni测量盘与第iir代换盘组成，在第三步进盘上测量盘的 电刷与代换盘的电刷经过导线连接，第四盘为双滑线盘，两根滑线电阻阻值范围都是o
10 Q ，即始端为0 Q ，末端为10 Q ，其中一根为第IV测量盘滑线，另一根为第IV'代换盘滑 线，双滑线盘的刻度盘标有0、1、2、……IO十一个示值点的IO个大格，每大格有不标数字 均匀分布的10小格，每大格对应阻值为1Q，双滑线盘刻度盘的"0"示值，也就是第IV'代
3换盘滑线及第IV测量盘滑线第0触点，即双滑线盘的电刷接触滑线电阻上的始端，双滑线 盘刻度盘的"10"示值，也就是第IV'代换盘滑线及第IV测量盘滑线第IO触点，即双滑线 盘的电刷接触滑线电阻上的末端，两根滑线电阻上的电刷是同一片金属刷片；第r代换
盘电刷连接电位差计工作电源正极，第r代换盘第2o触点连接第n'代换盘第io触点， 第n'代换盘第o触点连接第ni'代换盘第io触点，第in测量盘第o触点连接第ii
测量盘第10触点，第II测量盘第0触点经过一只1901/11 Q电阻&后与第I测量盘第0 触点连接，第I'代换盘第O触点经过一只213200/11 Q电阻&后与第IV'代换盘滑线第 0触点连接，第IV测量盘滑线第10触点连接第I测量盘第20触点，第I测量盘电刷连接双 刀双掷量程转换开关&的K卜2层的常闭触点，K卜2层的X 10量程触点连接926 Q的调定电 阻RN1，再经过0 2 Q可锁定的可调电阻RP3，与标准电池EN负极连接，2层的X 1量程触 点连接9260 Q的调定电阻RN2，再经过0 20 Q可锁定的可调电阻RP5，与标准电池EN负极 连接，标准电池EN负极连接双刀双掷量程转换开关&的工层的常闭触点，K卜工层的X 10 量程触点连接由22只30 Q电阻组成的可调电阻RP1与由20只310 Q电阻组成的可调电阻 RP4的连接点，可调电阻RP1的另一端经过0 35 Q可调电阻RP2、960 Q电阻R。与工作电源 负极连接，可调电阻RP4的另一端经过26000 Q电阻Ra与i层的X 1量程触点连接；电位 差计用于连接被测量"U/'的两个端钮，正极端钮连接第III测量盘第10触点，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&后与第IV测量盘滑线第O触点连接。
通过以上技术方案，三只步进盘与一只双滑线盘都不用辅助盘，这使电位差计的 开关结构简单，体积縮小，整台仪器外型尺寸也减小许多，降低了生产成本；仪器用于测量 部分的测量盘是用导线连接的，接触电阻及变差不在补偿回路内，影响的只是电位差计工 作回路总阻，由于总阻阻值很大，所以变差可以忽略，几个P V的热电势影响的是电源电 压，因此影响可以忽略，零电势可增大滑线盘与第I测量盘之间引线电阻来修正。
图1是本发明的原理电路。 在图1中，22X30Q的可调电阻I^，表示可调电阻RP1由22只30 Q的电阻组成，同 理，20X 310 Q的可调电阻RP4，表示可调电阻RP4由20只310 Q的电阻组成，20X1000/11Q 表示由20只1000/11 Q的电阻组成，10X11Q表示由10只11Q的电阻组成。
具体实施例方式
在图1中，在X10量程，当三只步进盘与一只双滑线盘都置"O"时，第一步进盘两 把电刷间左边电阻值等于2121 Q ，右边电阻值等于21210 Q ，因此，第一步进盘两把电刷间 总电流的10/11左边流动，1/11右边流动。当三只步进盘与一只双滑线盘置其它触点时，每 只测量盘增加的电阻等于代换盘减少的电阻，所以第一步进盘两把电刷间左、右两边电阻 值不变。 直流电位差计标准工作电流为1. lmA，第一步进盘两把电刷间左边电流lmA，右边 电流O. lmA，左边电流流到与第n'代换盘电刷接触的触点后分成电流相等的两个支路， 一路经过第II'代换盘电刷、22Q电阻&、到与第II测量盘电刷接触的触点，这个支路电 阻值是22 Q ，另一路经过第三步进盘后到与第II测量盘电刷接触的触点，这个支路电阻值是220Q，因此，22Q电阻1 2上的电流是10/11mA，第三步进盘上的电流是1/1 lmA。 当工作电流标准化后，第I测量盘置rv第II测量盘置!12，第III测量盘置!13，第
IV测量盘置n4，开关K2掷向左边，这时位于测量的两个端钮间电压为 Ux = 1/11 Xlln3+l/llX 11X10+10/11 X 11 Xn2+lX 1901/11+1 X 1000/11 Xn「0.
IX 1000/11 X (20-n》_0. 1 X 1 X (10_n4) (mv) = n3+10+10n2+lX1901/ll+1000n/ll-2000/ll+100n乂ll-l+0. ln4(mv)
= 1000n乂ll+100n乂ll+10n2+n3+0. ln4+10+1901/l 1-2000/11-1 (mv)
= lOOr^+lOWO. ln4(mv) 在XI量程时，电路中串入了 20X310 Q可调电阻&4及26000 Q电阻Ra，与标准 电池RN对应的调定电阻RN为9260 Q ，标准化时工作电流变为0. 11mA ;这时三只步进盘与 一只双滑线盘上的示值表达为
Ux = 10W0. ln3+0. 01n4(mv) 标准工作电流是这样确定的在X 10量程，把2V标准信号电压按极性与电压测量 装置"Ux"两个测量端钮连接，电压测量装置各盘总示值与标准信号电压值相同，双刀双掷 开关K2掷向左边，调节可调电阻RP1及可调电阻RP2，使检流计G指零；再将双刀双掷开关K2 掷向右边，不饱和标准电池的电动势在生产厂出厂时是离散的，在1. 0188 1. 0196V之间， 取样用调定电阻RN的阻值是926 Q ，串联了 0 2 Q可调电阻RP3，调节可调电阻RP3，使检 流计G指零，这时把可调电阻RP3锁定；在X 1量程，标准信号电压改成200mV，操作上增加 了调节可调电阻Rm，其余操作同X 10量程。 电位差计工作电压为1. 5V，由于干电池每节稳定电动势在1. 4V 1. 65V之间，仪 器采用三组电池串联供电，为实现电源电压在4. 2V 4. 95V均能把电位差计工作电流调整 到标准状态，在X 10量程，取电阻R。 = 960 Q ，由22只30 Q的电阻组成可调电阻RP1，可调 电阻Rp2调节范围在0 35Q之间；在XI量程，增加了 26000Q电阻Ra及20只310Q的 电阻组成可调电阻Rm，调定电阻RN的阻值改成9260 Q 。
权利要求
一种二量程电位差计，电流从电位差计4.5V工作电源的正极经过三只步进盘与一只双滑线盘上的电阻网络到调定电阻RN，再到可调电阻及电阻R0后回到工作电源的负极组成电位差计工作回路；从标准电池EN正极经过两个常闭触点间接有检流计G双刀双掷开关K2，到调定电阻RN及可锁定的可调电阻，再到标准电池负极组成电位差计标准回路；电位差计用于连接被测量“UX”的两个端钮，正极端钮经过三个测量盘、一个测量盘滑线的电阻网络后，再经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K2到负极端钮组成电位差计补偿回路；其特征在于第一步进盘由各有20只1000/11Ω电阻组成的第I测量盘与第I′代换盘组成，第二步进盘由各有10只11Ω电阻组成的第II测量盘与第II′代换盘组成，在第二步进盘上测量盘的电刷与代换盘的电刷经过22Ω电阻R2连接，第三步进盘由各有10只11Ω电阻组成的第III测量盘与第III′代换盘组成，在第三步进盘上测量盘的电刷与代换盘的电刷经过导线连接，第四盘为双滑线盘，两根滑线电阻阻值范围都是0～10Ω，即始端为0Ω，末端为10Ω，其中一根为第IV测量盘滑线，另一根为第IV′代换盘滑线，双滑线盘的刻度盘标有0、1、2、……10十一个示值点的10个大格，每大格有不标数字均匀分布的10小格，每大格对应阻值为1Ω，双滑线盘刻度盘的“0”示值，也就是第IV′代换盘滑线及第IV测量盘滑线第0触点，即双滑线盘的电刷接触滑线电阻上的始端，双滑线盘刻度盘的“10”示值，也就是第IV′代换盘滑线及第IV测量盘滑线第10触点，即双滑线盘的电刷接触滑线电阻上的末端，两根滑线电阻上的电刷是同一片金属刷片；第I′代换盘电刷连接电位差计工作电源正极，第I′代换盘第20触点连接第II′代换盘第10触点，第II′代换盘第0触点连接第III′代换盘第10触点，第III测量盘第0触点连接第II测量盘第10触点，第II测量盘第0触点经过一只1901/11Ω电阻R1后与第I测量盘第0触点连接，第I′代换盘第0触点经过一只213200/11Ω电阻R3后与第IV′代换盘滑线第0触点连接，第IV测量盘滑线第10触点连接第I测量盘第20触点，第I测量盘电刷连接双刀双掷量程转换开关K1的K1-2层的常闭触点，K1-2层的×10量程触点连接926Ω的调定电阻RN1，再经过0～2Ω可锁定的可调电阻RP3，与标准电池EN负极连接，K1-2层的×1量程触点连接9260Ω的调定电阻RN2，再经过0～20Ω可锁定的可调电阻RP5，与标准电池EN负极连接，标准电池EN负极连接双刀双掷量程转换开关K1的K1-1层的常闭触点，K1-1层的×10量程触点连接由22只30Ω电阻组成的可调电阻RP1与由20只310Ω电阻组成的可调电阻RP4的连接点，可调电阻RP1的另一端经过0～35Ω可调电阻RP2、960Ω电阻R0与工作电源负极连接，可调电阻RP4的另一端经过26000Ω电阻Ra与K1-1层的×1量程触点连接；电位差计用于连接被测量“UX”的两个端钮，正极端钮连接第III测量盘第10触点，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K2后与第IV测量盘滑线第0触点连接。
全文摘要
一种用于直流电压测量的二量程电位差计，它有三只步进盘与一只双滑线盘，每只盘都由阻值相同的电阻组成测量盘与代换盘，三只测量盘与一只测量盘滑线间用导线直接连接，不通过开关切换，使电位差计测量时不存在变差及热电势影响；通过改变工作电流的大小，获得两个量程变换，最小分辨率为1μV。
文档编号G01R17/20GK101788589SQ20091025908
公开日2010年7月28日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者骆晓英 申请人:骆晓英