专利名称：高精密、高可靠标准电容箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用作电容量计量测试标准的标准电容箱。
实现本实用新型的目的所采用的技术方案为一种由箱壳、两输出端、接地端、数个标准电容，各量程的换档波段开关等构成的高精密、高可靠标准电容箱，其结构特点为，换档波段开关的构成为双数波段开关层共用一开关转轴，开关层的外环设有数个定片，内环设有一个半园环动片或者断开并相对设置的两个半园环动片，动片随转轴转动；两输出端、接地端、标准电容电极均不与开关层的动片相接，而与其对应开关层的相应定片相连。
上述双数波段开关层均分为两组，两组间设有屏蔽板，且整个换档波段开关置于屏蔽壳内。
本实用新型采用如上的技术方案，其有益效果是可使未输出电容值的电容及金属导体被换档波段开关短接接地，消除了其未被短接、而处于“悬浮”状态下引入分布电容对电容箱的影响，因而标准电容箱的精度高、稳定性强，零位分布电容量很小，实测值小于0.0005PF。
图1是本实用新型实施例一的换档波段开关的外形结构示意图。
图2是本实用新型实施例一的换档波段开关处于O档位，各开关层与各标准电容等的接线原理图。
图3是本实用新型实施例一的换档波段开关处于1档位，各开关层与各标准电容等的接线原理图。
图4是本实用新型实施例一的换档波段开关处于5档位，各开关层与各标准电容等的接线原理图。
双数波段开关层ki均分为两组，两组间设有屏蔽板P，且整个换档波段开关K置于屏蔽壳内。
图1、图2、图3、图4中，更具体的结构为波段开关层Ki为四层(i＝1，2，3，4)，开关层Ki的外环设置的定片aL为12个(L＝1，2……12)；第一、四开关层k1、k4的内环设置两个半园环动片b1、b2；第二、三开关层k2、k3的内环设置一个半园环动片b1；与换档波段开关K相连的标准电容Cj为5个(j＝1，2，……5)；电容Cj的一极与第一、二开关层k1、k2上相同序号的定片aL相并连，电容Cj的另一极与第三、四开关层k3，k4上相同序号的定片aL相并连，输出端H与第一开关层k1的第十二定片a12相连，输出端L与第四开关层k4的第十二定片a12相连，接地端G与全部开关层ki第六定片a6相并连。
四层波段开关层ki均分为两组，每组两层。k1、k2一组，k3、k4一组。两组间设有屏蔽板P，且整个换档波段开关K置于屏蔽壳内。
拨动开关转轴O，使该量程(如0～5PF量程)波段开关置于O档位，由于输出端H与开关层k1的a12定片相连，输出端L与开关层k4的a12定片相连，此时k1、k4的a12定片均与其动片b2相接，而所有电容Cj的电极均与动片b1相接。故输出端H、L间的输出电容CH、L＝0；而所有电容Cj的每一极均并接在某二个开关层k1，k2或k3，k4的相同序号L≤5的定片aL(L＝j)上，又由于所有开关层ki的动片b1均与定片a 1、a2、a3、a4、a5、a6并接在一起，而所有ki的a6又均并接在一起后与接地端G相接，故全部标准电容Cj均被换档波段开关K短接接地，而不再处于“悬浮”状态，并且由于两组开关层中间的屏蔽板P及整个波段开关K的屏蔽壳的屏蔽，就彻底排除了处于“悬浮”(未短接)状态下的电容及金属导体引入的分布电容对电容箱带来的不稳定因素影响。电容箱的稳定度只决定于箱内标准电容器的稳定度。0～5PF量程时，零位电容量值≤0.0005PF。
图3示出，换档波段开关K置于1档位时，除定片与动片连接关系有所改变外，其余的连接关系均未改变。与O档位时相比，悬空的定片a7替代a1与动片b1相连被短接接地，而定片a1则改为与开关层k1、k4的动片b2相连，不再被短接接地。此时电容C1的两极分别经开关层k1、k4的a1定片、动片b2、定片a12接输出端H、L，故此时，CHL＝C1。而其余电容C2、C3、C4、C5的连接关系没有改变，仍被短接接地，不对输出电容C1产生影响。同样的，当波段开关K置于2、3、4、5档位时，动片b1、b2与各定片连接关系逐步改变，实现输出电容分别为CHL＝C1+C2，CHL＝C1+C2+C3，CHL＝C1+C2+C3+C4，CHL＝C1+C2+C3+C4+C5。而未被选中的输出电容则被短路接地，不对输出电容产生影响。图4示给出了，换档开关K置于5档位时，各开关层动片、定片、电容等的连接关系。
采用本实用新型的换档波段开关的结构及布线方式原理，把开关层增至八层(两组)，电容数增为10个。本领域技术人员可以方便地将以上实例的五进制换档开关扩展为十进制换档开关，达到同样消除悬浮“电容”影响的目的。改变开关层数及定片数量也可设计出其他进数制如四进制，八进制等无悬浮电容换档波段开关。还可方便地设计出单步输出方式，即换档开关置于任一档位，均只允许被选中的某个标准电容输出，不再累加输出，以便于检测、确定每个电容值的容量变化，漂移情况，为标准电容箱的维护提供方便。这些方案均是本实用新型可直接导出的结果，属于本实用新型专利的保护范围。
由于消除了未输出电容值、处于“悬浮”状态下的电容及金属导体引入的分布电容的影响。因此本实用新型的标准电容箱精度高、稳定性强，零位分布电容量小于0.0005PF。
权利要求1.一种高精密、高可靠标准电容箱，由箱壳、两输出端(H、L)，接地端(G)、数个标准电容(Cj(j＝1，2……m))、各量程的换档波段开关K等构成，其特征在于所述的换档波段开关K的构成为(1)双数波段开关层(Ki(i＝1，2，3..2n))共用一开关转轴O，开关层(Ki)的外环设有数个定片(aL(L＝1，2……2m+2))，内环设有一个半园环动片(b1)或者断开并相对设置的两个半园环动片(b1，b2)，动片随转轴O转动；(2)两输出端(H、L)，接地端(G)，标准电容(Cj)的电极均不与开关层(Ki)的动片相接，而与其对应开关层(Ki)的相应定片(aL)相连。
2.根据权利要求1所述的一种高精密、高可靠标准电容箱，其特征在于(1)所述的波段开关层(Ki)为四层(i＝1，2，3，4)，开关层(Ki)的外环设置的定片aL为12个(L＝1，2……12)；(2)第一、四开关层(k1、k4)的内环设置两个半园环动片(b1、b2)；第二、三开关层(k2、k3)的内环设一个半园环动片(b1)；(3)与换档波段开关K相连的标准电容(Cj)为5个(j＝1，2，……5)；电容(Cj)的一极与第一、二开关层(k1、k2)上相同序号的定片(aL)相并连，电容(Cj)的另一极与第三、四开关层(k3，k4)上相同序号的定片(aL)相并连，输出端(H)与第一开关层(k1)的第十二定片(a12)相连，输出端(L)与第四开关层(k4)的第十二定片(a12)相连，接地端(G)与全部开关层(ki)的第六定片(a6)相并连。
3.根据权利要求1所述的一种高精密、高可靠标准电容箱，其特征在于所述双数波段开关层(ki)均分为两组，两组间设有屏蔽板(P)，且整个换档波段开关(K)置于屏蔽壳内。
专利摘要本实用新型公开了一种高精密、高可靠标准电容箱，它的换档波段开关的构成为双数波段开关层共用一开关转轴，开关层的外环设有数个定片，内环设有一个半圆环动片或者断开并相对设置的两个半圆环动片，动片随转轴转动；两输出端、接地端、标准电容电极均不与开关层的动片相接，而与其对应开关层的相应定片相连。具有可消除未输出电容值、处于“悬浮”状态下的电容及金属导体引入的分布电容的影响，精度高、稳定性强，零位分布电容量小等优点。
文档编号H01G4/38GK2524353SQ0222160
公开日2002年12月4日 申请日期2002年2月10日 优先权日2002年2月10日
发明者金攀, 张泽厚 申请人:国营第七一五厂