專利名稱：有四個步進盤的電位差計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量直流電壓的儀器。
背景技術：
2008年5月7日公布了 ZL200510062367. 7發(fā)明專利，它是一種有四個步進盤的
電位差計，它的第三、第四步進盤各有測量盤、代換盤與輔助盤組成，測量盤與代換盤上的
電阻阻值相同，測量盤每增加一個電阻，代換盤就減小相同電阻，由于第三步進盤不置在第
10點時，第四步進盤置不同示值時電路總阻是變化的，第三步進盤置在第10點時，第四步
進盤置不同示值時電路總阻不變，為此第三步進盤除有測量盤、代換盤外，增加了輔助盤來
區(qū)別步進盤置第10點及不置第10點兩種情況的電路連接，第四步進盤也增加了輔助盤，上
面有IO只電阻來分別接入或切出若干個電阻使電路總阻不變。四個測量盤連接在兩個測
量端鈕間，使步進盤上的開關接觸電阻變差影響排除在測量回路之外。 由于第三、第四步進盤都有輔助盤，增加了第三、第四步進盤開關的層數(shù)，從而增
大了儀器的體積，也使開關及儀器結構變得復雜，特別是儀器檢定過程中如果發(fā)現(xiàn)第三、第
四步進盤測量數(shù)據(jù)超差，要修正第三、第四步進盤開關的內層電阻是非常麻煩的。申請?zhí)?br>
200820120442. 4比ZL200510062367. 7有進步，但這二種電位差計的電流流經(jīng)第一步進盤
的代換盤電刷后，分成兩路，經(jīng)過各步進盤，匯合在第一步進盤的測量盤電刷；它帶來的問
題是第二、三、四盤上電阻的阻值都是兩個相同數(shù)字組成，阻值又小，沒有標準電阻可以比
對；如使用過渡標準電阻，那么兩只過渡標準電阻間的引線誤差就難處理；因此該電位差
計第二、三、四盤的電阻阻值很難做準確。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，當電位差計有四個步進盤時，測量開關步進切換的接觸電阻及 變差，開關熱電勢不影響測量結果；并且第三、第四步進盤都不用輔助盤。使步進盤上的 電阻都被設計成阻值是10整數(shù)次冪，可用標準電阻在電橋進行對比，這對儀器制造帶來方 便。 本發(fā)明的技術方案是 電流從外接3 6V可調穩(wěn)壓電源E正極經(jīng)過節(jié)點A、 B之間的四個步進盤上的電 阻網(wǎng)絡到318 Q調定電阻RN和調節(jié)范圍在0 0. 7 Q可鎖定的可調電阻RP3，再經(jīng)過調節(jié) 范圍在0 56 Q之間的可調電阻RP1及調節(jié)范圍在0 3. 3 Q之間的可調電阻RP2回到可 調穩(wěn)壓電源E的負極組成電位差計工作回路；從標準電池EN正極經(jīng)過兩個常閉觸點間接 有檢流計G雙刀雙擲開關K，到調定電阻RN及可鎖定的可調電阻RP3，再到標準電池負極組 成電位差計標準回路；其特征在于節(jié)點A、B之間的第一步進盤有20個觸點和二個定位釘， 每個觸點、每個定位釘都占一個檔位，二個定位釘之間空二個檔位，它們成15°角按圓周均 布，每個觸點間用100 Q電阻連接，共19個電阻組成的第I測量盤，與所有觸點對稱的是 一只全環(huán)，全環(huán)和觸點是用同種材料制成，第一步進盤的電刷一端接觸觸點，另一端接觸全環(huán)；第二步進盤由各有10個10Q電阻組成的第II測量盤與第II'代換盤，第II測量盤 的電刷與第II'代換盤的電刷間通過2000Q電阻&連接，第三步進盤由各有10個1Q電 阻組成的第III測量盤與第III'代換盤，第III測量盤的電刷與第III'代換盤的電刷間 通過2220Q電阻R3連接，第四步進盤由各有10個1Q電阻組成的第IV測量盤與第IV' 代換盤，第IV測量盤的電刷與第IV'代換盤的電刷間通過22800 Q電阻1 4連接；外接3 6V可調穩(wěn)壓電源E正極連接節(jié)點A后分成兩個支路左邊支路節(jié)點A經(jīng)過1500 Q電阻&， 再經(jīng)過21610Q電阻Rs，連接節(jié)點B;右邊支路節(jié)點A連接第IV'代換盤第O觸點，第IV' 代換盤第10觸點連接第III'代換盤第O觸點，第III'代換盤第10觸點連接第II'代換 盤第0觸點，第II'代換盤第10觸點連接第I測量盤第0觸點，第I測量盤第19觸點連接 第II測量盤第0觸點，第II測量盤第10觸點連接第III測量盤第0觸點，第III測量盤 第10觸點第IV測量盤第0觸點，第IV測量盤第10觸點連接節(jié)點B ;節(jié)點B連接調定電阻 RN的高電位端，電位差計用于連接被測量的"U/兩個端鈕，正極端鈕與電阻&和電阻R5的 連接點連接，負極端鈕通過檢流計的切換開關K與第I測量盤全環(huán)連接。
通過以上技術方案，在補償回路內四只測量盤連接的線路上沒有經(jīng)過開關，而是 用導線直接連接的，所以第一步進盤的電刷切換引起阻值變化不影響測量數(shù)值，只影響檢 流計阻尼，且與整個補償回路的電阻變化比起來電刷切換引起阻值變化可以忽略；第一步 進盤電刷切換引起熱電勢及可變熱電勢，由于觸點與全環(huán)是用同種材料制成的，產(chǎn)生的熱 電勢及可變熱電勢都大小相等方向相反，正好抵削；測量盤與代換盤上的電阻阻值都被設 計成10的整數(shù)次冪，這種電阻的示值誤差可以在電橋上用標準電阻比對，可提高儀器測量 盤上的電阻精度，這對儀器制造帶來方便，并從而也提高了電壓測量裝置整機的測量準確 性。步進盤的開關觸點間夾角是15。，開關一個圓周有24個觸點勻布，每個步進盤的測量 盤與代換盤都是0 10十一個觸點，每個步進盤里測量盤與代換盤共占22個觸點，每個 步進盤里測量盤與代換盤需用二個定位釘把它們分開，二個定位釘占二個觸點位置，因此， 采用本技術方案，第二、第三、第四三個步進盤的測量盤與代換盤上的觸點及電阻都只要一 層，這降低了步進盤的高度，也就減小了儀器的體積，第一步進盤的測量盤有19個電阻，也 只要一層，把量程擴大了 一倍多。
圖1是本發(fā)明的一種原理電路。 在圖1中，19X 100 Q的第I測量盤表示第I測量盤由19只100 Q的電阻組成，同 理，10X10Q表示由10只10Q的電阻組成，10X1Q表示由10只1Q的電阻組成。
具體實施例方式
實施例1 :在圖1中，第一步進盤只有測量盤，另三只步進盤都由數(shù)量及阻值相同 的測量盤與代換盤組成，每只步進盤里測量盤增加電阻，代換盤減少同樣阻值的電阻，反之 也一樣，所以，不管步進盤置何種示值，節(jié)點A、 B間右邊電阻值不變。 電流在第II'代換盤電刷接觸的觸點與第II測量盤電刷接觸的觸點間分 成二路， 一路經(jīng)過2000 Q電阻R2，另一路經(jīng)過第一步進盤，經(jīng)過第一步進盤的電阻是 1900 Q +100 Q = 2000 Q ，它與電阻R2相等，當電阻R2上的電流與第一步進盤上的電流也相等；電位差計工作電流標準化時電阻^上的電流與第一步進盤上的電流都設計成lmA，第 II'代換盤電刷接觸的觸點與第II測量盤電刷接觸的觸點間電阻是1000Q 。
電流在第III'代換盤電刷接觸的觸點與第III測量盤電刷接觸的觸點間分成 二路，一路經(jīng)過2220Q電阻1 3，另一路經(jīng)過第一、第二步進盤，在第III'代換盤電刷接
觸的觸點與第ni測量盤電刷接觸的觸點間經(jīng)過第一、第二步進盤總電阻是iiioQ，經(jīng)過
2220Q電阻R3的電流是經(jīng)過第一、第二步進盤總電流的一半，經(jīng)過2220Q電阻1 3的電流 與第一步進盤上的電流相等，也是lmA。在第III'代換盤電刷接觸的觸點與第III測量盤 電刷接觸的觸點間的電阻是1110X2220/(1110+2220) Q = 740 Q 。 電流在第IV'代換盤電刷接觸的觸點與第IV測量盤電刷接觸的觸點間分成二 路，一路經(jīng)過22800 Q電阻R4，另一路經(jīng)過第一、第二、第三步進盤，在第III'代換盤電刷 接觸的觸點與第ni測量盤電刷接觸的觸點間總電阻是740Q ，加第四、第三步進盤上各10 只電阻共20Q ，第IV'代換盤電刷接觸的觸點與第IV測量盤電刷接觸的觸點間經(jīng)過第一、 第二、第三步進盤的電阻是760Q ;經(jīng)過22800Q電阻Rj且值是760Q的30倍，所以流過電 阻1 4的電流是O. lmA。 節(jié)點A、B間右邊電阻10 Q +(760X760X30/760X31) Q = 10 Q + (760X 30/31) Q
節(jié)點A、 B間左邊電流設計成0. lmA，節(jié)點A、 B間左邊電阻是節(jié)點A、 B間右邊電阻 31倍 為31X [10Q + (760X30/31) Q] = 310 Q + (760 X 30) Q = 23110Q 當工作電流標準化后，第I測量盤擲&，第II測量盤擲化，第III測量盤擲113，第
IV測量盤擲n4，開關K擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為Ux = 0. 1X21610-1X120-1X100X (19-n》-lX20-lX10X (10-n2)-lX 10-1X1
X (10-n3) -0. 1 X 1 X (10-n4) (mV)Ux = 2161-120-1900+100nr20-100+10n2-10-10+n3-l+0. ln4(mV)
Ux = 2161-2020+100n「120+10n2-21+n3+0. ln4(mV)
Ux = 100n,10n2+n3+0. ln4(mV) 外接工作電源采用富陽精密儀器廠生產(chǎn)的YJ49a型高穩(wěn)定性穩(wěn)壓電源，它分0 3V、3 6V、6 9V三段，每段連續(xù)可調，本儀器采用3 6V連續(xù)可調的一段；為了調節(jié)方 便，用調節(jié)范圍為0 56Q的可調電阻RM進行粗調，調節(jié)范圍為0 3. 3Q的可調電阻&2 進行微調。 標準工作電流是這樣準定的在"Ux"兩端的兩個測量端鈕按極性接上2V標準電 壓信號，開關k擲向左邊，測量盤示值與標準電壓值相同，通過調節(jié)高穩(wěn)定性穩(wěn)壓電源的輸 出電壓，并調節(jié)工作電流調節(jié)電阻RP1及RP2，使檢流計指零，再將開關K擲向右邊，不飽和標 準電池的電動勢在生產(chǎn)廠出廠時是離散的，在1.0188 1.0196V之間，取樣用調定電阻RN 的阻值是318 Q ，串聯(lián)了 0 0. 7 Q可調電阻RP3，調節(jié)可調電阻RP3，使檢流計再次指零，再 將開關K擲向左邊，調節(jié)可調電阻RP2，使檢流計指零，又將開關k擲向右邊，調節(jié)可調電阻 RP3，使檢流計指零，當開關k擲向左邊及擲向右邊不作調節(jié)檢流計均指零時，說明電位差計 的工作電流已標準化，即調定電阻上的壓降與不飽和標準電池EN的電動勢已經(jīng)相等，這時 將可調電阻RP3鎖定，這臺電位差計今后就以此為標準。
權利要求
一種有四個步進盤的電位差計，電流從外接3～6V可調穩(wěn)壓電源E正極經(jīng)過節(jié)點A、B之間的四個步進盤上的電阻網(wǎng)絡到318Ω調定電阻RN和調節(jié)范圍在0～0.7Ω可鎖定的可調電阻RP3，再經(jīng)過調節(jié)范圍在0～56Ω之間的可調電阻RP1及調節(jié)范圍在0～3.3Ω之間的可調電阻RP2回到可調穩(wěn)壓電源E的負極組成電位差計工作回路；從標準電池EN正極經(jīng)過兩個常閉觸點間接有檢流計G雙刀雙擲開關K，到調定電阻RN及可鎖定的可調電阻RP3，再到標準電池負極組成電位差計標準回路；其特征在于節(jié)點A、B之間的第一步進盤有20個觸點和二個定位釘，每個觸點、每個定位釘都占一個檔位，二個定位釘之間空二個檔位，它們成15°角按圓周均布，每個觸點間用100Ω電阻連接，共19個電阻組成的第I測量盤，與所有觸點對稱的是一只全環(huán)，全環(huán)和觸點是用同種材料制成，第一步進盤的電刷一端接觸觸點，另一端接觸全環(huán)；第二步進盤由各有10個10Ω電阻組成的第II測量盤與第II′代換盤，第II測量盤的電刷與第II′代換盤的電刷間通過2000Ω電阻R2連接，第三步進盤由各有10個1Ω電阻組成的第III測量盤與第III′代換盤，第III測量盤的電刷與第III′代換盤的電刷間通過2220Ω電阻R3連接，第四步進盤由各有10個1Ω電阻組成的第IV測量盤與第IV′代換盤，第IV測量盤的電刷與第IV′代換盤的電刷間通過22800Ω電阻R4連接；外接3～6V可調穩(wěn)壓電源E正極連接節(jié)點A后分成兩個支路左邊支路節(jié)點A經(jīng)過1500Ω電阻R1，再經(jīng)過21610Ω電阻R5，連接節(jié)點B；右邊支路節(jié)點A連接第IV′代換盤第0觸點，第IV′代換盤第10觸點連接第III′代換盤第0觸點，第III′代換盤第10觸點連接第II′代換盤第0觸點，第II′代換盤第10觸點連接第I測量盤第0觸點，第I測量盤第19觸點連接第II測量盤第0觸點，第II測量盤第10觸點連接第III測量盤第0觸點，第III測量盤第10觸點第IV測量盤第0觸點，第IV測量盤第10觸點連接節(jié)點B；節(jié)點B連接調定電阻RN的高電位端，電位差計用于連接被測量的“UX”兩個端鈕，正極端鈕與電阻R1和電阻R5的連接點連接，負極端鈕通過檢流計的切換開關K與第I測量盤全環(huán)連接。
全文摘要
一種用于直流電壓測量有四個步進盤的電位差計，把步進盤上的電阻都被設計成阻值是10整數(shù)次冪，可用標準電阻在電橋進行對比，這對儀器制造帶來方便，提高了測量盤與代換盤上電阻的制造精度，從而也提高了電位差計整機的測量準確性；它的四個測量盤間用導線直接連接，不通過開關切換，使電位差計測量時不存在開關接觸電阻變差影響；由于采用相同材料制成觸點與全環(huán)，使熱電勢及電刷運動產(chǎn)生的可變熱電勢都大小相等、方向相反，因此使電位差計可以測量微小電壓。
文檔編號G01R17/20GK101776705SQ20091015667
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者駱洪亮 申請人:駱洪亮