专利名称：电压测量装置的制作方法
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200510062264. 3公布了有三只步进盘与一只双滑线盘的三量程电压测量 装置，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三量程电压测量装 置，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。最小分辨率为0. 1 i！ V。 本发明采用的技术方案是电流从电压测量装置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及单刀三掷量程转换开关&到841 Q调定电阻RN和 调节范围在0 2Q的可调电阻Rp3，再到800Q电阻R。，经过0 33Q的可调电阻&2及 20只30 Q电阻组成的可调电阻RP1回到工作电源的负极组成电压测量装置工作回路；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IW再到标准电池负极组成电压测量装置标准回路；电压测量装置用于连接 被测量"U/，的两个端钮，正极端钮经过三只测量盘与一只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K到负极端钮组成电压测量装置补偿回 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10Q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导线连接，第三步进盘由各有10只11 Q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22 Q电阻R2连接，第四盘为双滑线盘，两根滑线电阻阻值范围都是0 110 Q ，即始 端为0Q，末端为110Q，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11 Q ，双滑线盘刻度盘的"O"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代换盘电刷经过
80 Q电阻R4后与200Q电阻rj勺一端并联在电压测量装置工作电源正极，第l'代换盘第 20触点连接第II'代换盘第10触点，第II测量盘第0触点经过一只2132/11Q电阻&后 与第I测量盘第O触点连接，第I'代换盘第O触点经过一只210890/11 Q电阻&后与第 III'代换盘第O触点连接，第III'代换盘第10触点连接第IV'代换盘滑线第O触点，第 IV测量盘滑线第10触点连接第III测量盘第0触点，第III测量盘第10触点与第I测量 盘第20触点连接；第I测量盘电刷与18000 Q电阻『3的一端并联在单刀三掷量程转换开 关&的X 10量程触点，电阻r3的另一端与1800 Q电阻r2的一端并联在单刀三掷量程转 换开关&的X 1量程触点，电阻r2的另一端电阻巧的另一端连接后，经过1620 Q电阻r4 与单刀三掷量程转换开关I^的XO. 1量程触点连接，量程转换开关I^的常闭触点与841 Q 的调定电阻RN高电位端连接；电压测量装置用于连接被测量"U/'的两个端钮，正极端钮连 接第II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。 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，这使电压测量装 置的开关结构简单，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，影响的只是电压测 量装置工作回路总阻，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，20 X 30 Q的可调电阻RP1，表示可调电阻RP1由20只30 Q的电阻组成， 同理，20X 1000/11 Q表示由20只1000/11 Q的电阻组成，10 X 10 Q表示由10只10 Q的 电阻组成，10X11Q表示由10只11 Q的电阻组成。
具体实施例方式
在图1中，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2112Q ，右边电阻值等于21120 Q ，第一步进盘两把电刷间总电阻为1920 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。 在X10量程时，第一步进盘两把电刷间总电阻为1920Q，加上80Q电阻1 4，共 2000 Q ，第一步进盘两把电刷间电阻加电阻R4被10倍于自身阻值的电阻巧、电阻r2、电阻 r3串联后并联，因此流过第一步进盘两把电刷间总电流为直流电位差计电流的10/11，流过 电阻巧、电阻r2、电阻r3的电流为直流电位差计工作电流的1/11 ;在X 1量程时，第一步进盘两把电刷间的电阻加电阻R4串联电阻r3后10倍于互相串联的电阻巧和电阻^相并联， 使流过测量盘电流减少到X10量程的1/10 ;在XO. 1量程时，第一步进盘两把电刷间电阻 加电阻R4串联电阻r2与电阻r3后与电阻巧并联，串联后的电阻是电阻巧的109倍，因此 流过第一步进盘两把电刷间总电流是直流电位差计工作电流的1/110，该电流是XIO量程 时的电流的1/100。在XO. 1量程，第一步进盘两把电刷间电阻加电阻1 4串联电阻^与电 阻r3后与电阻巧并联，并联后减小的电阻通过串联2430 Q电阻r4来保持电路阻值不变。
电压测量装置标准工作电流为1. 21mA，第一步进盘两把电刷间左边电流lmA，右 边电流O. lmA，右边电流流到与第III'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III'代换盘电刷、22Q电阻Ry到与第III测量盘电刷接触的触点，这个支 路电阻值是22Q，另一路经过双滑线盘后到与第III测量盘电刷接触的触点，这个支路电 阻值是220 Q ，因此，22Q电阻R2上的电流是1/11mA，双滑线盘上的电流是0. 1/1 lmA。
在X 10量程，当工作电流标准化后，第I测量盘置ni，第II测量盘置n2，第III测 量盘置113，第IV测量盘滑线置rv开关K2掷向左边，这时位于测量的两个端钮间电压为
Ux = lX10n2+lX 2132/11+1 X 1000/11Xn「0. IX 1000/1IX (20-n》-0. 1X11X ( 10 -n3)_0. l/llXllXn3-0. 1/11 X 11 X (10_n4) (mv) = 10n2+2132/ll+1000n乂ll+100n/11-2000/11-11+1. ln3_0. ln3_l+0. ln4(mv)
= +1000^/1 l+100n乂ll+10n2+n3+0. ln4+2132/l 1—2000/11—11—1 (mv)
= lOOr^+lOWO. ln4(mv) 在X1量程时，三只步进盘与 一 只双滑线盘的示值为Ux = 10W0. ln3+0. 01n4(mv) 在XO. 1量程时，三只步进盘与 一 只双滑线盘的示值为Ux =
ln2+0. 01n3+0. 001n4(mv)
其中n4为大格的示值，大格中的小格为0. 1 ii V。 内附标准是这样校准的在"U/两端的两个测量端钮按极性接上2V标准电压信 号，开关K2掷向左边，测量盘示值与标准电压值相同，通过调节工作电流调节电阻RP1及RP2， 使检流计指零，再将开关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841 Q ，串联了 0 2 Q可调电阻 RP3，调节可调电阻RP3，使检流计再次指零，再将开关K2掷向左边，调节可调电阻RP2，使检流 计指零，又将开关K2掷向右边，调节可调电阻RP3，使检流计指零，当开关K2掷向左边及掷向 右边不作调节检流计均指零时，说明电压测量装置的工作电流就标准化，即调定电阻上的 压降与不饱和标准电池EN的电动势已经相等，这时将可调电阻RP3锁定，这台电压测量装置 今后就以此为标准。 电压测量装置工作电压为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均能把电压测量装置工 作电流调整到标准状态，取电阻R。 = 800 Q ，由20只30 Q的电阻组成可调电阻RP1，可调电 阻RP2调节范围在0 33 Q之间。
权利要求
一种电压测量装置，电流从电压测量装置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及单刀三掷量程转换开关K1到841Ω调定电阻RN和调节范围在0～2Ω的可调电阻RP3，再到800Ω电阻R0，经过0～33Ω的可调电阻RP2及20只30Ω电阻组成的可调电阻RP1回到工作电源的负极组成电压测量装置工作回路；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RP3，再到标准电池负极组成电压测量装置标准回路；电压测量装置用于连接被测量“UX”的两个端钮，正极端钮经过三只测量盘与一只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K到负极端钮组成电压测量装置补偿回路；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10Ω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导线连接，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22Ω电阻R2连接，第四盘为双滑线盘，两根滑线电阻阻值范围都是0～110Ω，即始端为0Ω，末端为110Ω，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11Ω，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′代换盘电刷经过80Ω电阻R4后与200Ω电阻r1的一端并联在电压测量装置工作电源正极，第I′代换盘第20触点连接第II′代换盘第10触点，第II测量盘第0触点经过一只2132/11Ω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210890/11Ω电阻R3后与第III′代换盘第0触点连接，第III′代换盘第10触点连接第IV′代换盘滑线第0触点，第IV测量盘滑线第10触点连接第III测量盘第0触点，第III测量盘第10触点与第I测量盘第20触点连接；第I测量盘电刷与18000Ω电阻r3的一端并联在单刀三掷量程转换开关K1的×10量程触点，电阻r3的另一端与1800Ω电阻r2的一端并联在单刀三掷量程转换开关K1的×1量程触点，电阻r2的另一端电阻r1的另一端连接后，经过1620Ω电阻r4与单刀三掷量程转换开关K1的×0.1量程触点连接，量程转换开关K1的常闭触点与841Ω的调定电阻RN高电位端连接；电压测量装置用于连接被测量“UX”的两个端钮，正极端钮连接第II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
一种用于测量直流电压的电压测量装置，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，使电压测量装置测量时不存在变差及热电势影响；它有三个量程，最小分辨率为0.1μV。
文档编号G01R17/20GK101788590SQ20091025908
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