專利名稱：二量程電壓測量儀器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及對直流電壓進 行測量的儀器。
背景技術：
當前對于有五個步進盤的電壓測量儀器，在五個步進盤之間的連接上，中間盤普遍采用開關切換，這樣就產(chǎn)生接觸電阻的變差，給分辨率帶來限制。為了克服該問題，一般采用大電刷以增大接觸面積，并采用銀-銅復合材料；申請?zhí)?00810121910. X公開了有五個步進盤的電壓測量儀器解決開關接觸電阻變差的新方法，它的五個步進盤都由測量盤及代換盤組成，不含輔助盤，每個測量盤及代換盤上都有電阻，它的五個步進盤上的測量盤與代換盤在電路中組成了橋式線路，它最大的毛病在于誤差不獨立，一旦測量盤某點示值超差，就無法確定是哪只電阻超差引起的，這對鑒定與維修帶來不便。
實用新型內容本實用新型的目的是設計一種有五個步進盤的ニ量程電壓測量儀器，它不采用橋式線路，誤差可以獨立，且后三個步進盤只有測量盤，測量盤上沒有電阻，這可以降低成本，減小儀器體積。本實用新型的技術方案這樣采取電流從ニ量程電壓測量儀器3V工作電源正極流過260 Ω電阻ル、由23只10 Ω電阻構成的可調電阻Rpi、調節(jié)范圍在O 11 Ω之間的可調電阻Rp2、調節(jié)范圍在O O. I Ω之間的可調電阻Rp3，再流過五個步進盤回到ニ量程電壓測量儀器工作電源的負極組成ニ量程電壓測量儀器工作回路；電流從不飽和標準電池En正極流過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K2到407 Ω調定電阻Rn和調節(jié)范圍在O I Ω之間可鎖定滑動觸點的可調電阻RP4，再流過150K Ω電阻Rltl到不飽和標準電池En負極組成ニ量程電壓測量儀器標準回路；用于連接被測量“U/，的兩個端鈕，正極端鈕流過五個測量盤后，再流過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K2到負極端鈕組成ニ量程電壓測量儀器補償回路；其特征在于第一步進盤有測量盤I，它有0、1、2、……15共16個檔位，上面有15只1Ω電阻，除第O、第I觸點外，各檔觸點間連接1Ω電阻ー只，第二步進盤各由10只O. 1Ω電阻構成的測量盤II與代換盤ΙΓ組成，第三步進盤的測量盤III，第四步進盤的測量盤IV、第五步進盤的測量盤V上的各個觸點與第二步進盤中測量盤II上的對應觸點連接，可調電阻Rp3的低電位一端為電路節(jié)點C，節(jié)點C 一路流過8 Ω電阻R1到節(jié)點D后又分成兩路，一路連接第一個步進盤測量盤I上的第15觸點，測量盤I上第I觸點流過ー只I Ω電阻后與第二步進盤中測量盤II的第O觸點連接點為電路節(jié)點A，測量盤I上第O觸點也與節(jié)點A連接；另一路流過10 Ω電阻R2后連接電路節(jié)點A，測量盤V的金屬接觸環(huán)流過1000K Ω電阻R3、測量盤IV的金屬接觸環(huán)經(jīng)100K Ω電阻R4、測量盤III的金屬接觸環(huán)流過IOK Ω電阻R5都連接于電路節(jié)點B，代換盤ΙΓ的第10觸點流過999 Ω電阻R6與電路節(jié)點B連接，電路節(jié)點A流過719. 9424 Ω電阻R7連接電路節(jié)點B，節(jié)點B連接雙刀雙擲開關K1中Kw層的X I量程觸點及K"層的X0. I量程觸點，節(jié)點C另一路流過46 Ω電阻R8連接雙刀雙擲開關K1中IV1層的X0. I量程觸點，雙刀雙擲開關K1中IV1層與K"層的常閉觸點用導線連接，雙刀雙擲開關K1中IV1層的X0. I量程觸點流過372. 6 Ω電阻R9與K"層的X I量程觸點連接后流過407 Ω調定電阻Rn及可調電阻RP4，連接ニ量程電壓測量儀器3V工作電源負極，用于連接被測量“Ux”的兩個測量端鈕，正極端鈕與測量盤I的金屬接觸環(huán)連接，負極端鈕與兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K2連接后再與測量盤II的第10觸點連接。通過以上技術方案，第一、第三、第四、第五步進盤都沒有代換盤，且第三、第四、第五步進盤的測量盤上都沒有電阻，五個 步進盤誤差獨立，后四個步進盤相同步進誤差一致，這給調試與維修帶來方便；也使電壓測量儀器結構簡單，體積縮小，從而降低了生產(chǎn)成本；當電壓測量儀器五個測量盤置“O”吋，電壓測量儀器的內部線路總電勢是A點電位，一點電位為“0”，所以本電壓測量儀器的零電勢為零；后四個步進盤各個支路幾個μ V的熱電勢都串聯(lián)在IV電壓降上，因此熱電勢對“Ux”的兩個測量端鈕影響可以忽略；補償回路電阻幾乎不變，能有效保證檢流計在正常阻尼下工作，即使信號電壓很小，也能獲取較大的信號電流。本儀器標準工作電流小，設計成2. 5mA，用兩組三節(jié)I號干電池并聯(lián)后串聯(lián)就可以作為3V電源，而且很穩(wěn)定，電壓基準采用不飽和標準電池，整臺儀器就成為攜帶式。
附圖I是本實用新型原理電路。在圖I中，第一步進盤測量盤I上15Χ1Ω，的表示測量盤I由15只1Ω電阻組成，同理，可調電阻Rpi上23Χ10Ω的表示可調電阻Rpi由23只10 Ω電阻構成。在圖I中，步進盤及溫度補償盤上粗黑線條表示金屬接觸環(huán)，空心小圓圈表示金屬觸點，雙向箭頭表示金屬電刷。
具體實施方式
圖I中，節(jié)點A、B間在第二步進盤中測量盤II與代換盤ΙΓ每個步進的電阻值相同，都是O. I Ω，測量盤II在電路中每步進増加的電阻等于代換盤ΙΓ每步進減少的電阻，所以節(jié)點A、B間在第二步進盤中阻值不變；從節(jié)點D到節(jié)點A的阻值是14 Ω，節(jié)點A、B之間阻值為400 Ω，節(jié)點C、B之間阻值共414 Ω，ニ量程電壓測量儀器標準工作電流設計成2. 5mA，在X I量程，2. 5mA工作電流在節(jié)點D分成兩路，一路經(jīng)過第一個步進盤的測量盤I上的電阻15 Ω，另一路經(jīng)過電阻民為10Ω，所以，流過測量盤I電阻上的電流是ImA流過電阻R2上的電流為I. 5mA，電壓測量儀器2. 5mA工作電流經(jīng)過節(jié)點A后分成五路一路經(jīng)過測量盤III，一路經(jīng)過測量盤IV，一路經(jīng)過測量盤V，另一路經(jīng)過第二步進盤，再一路經(jīng)過719. 9424 Ω電阻R7,四路電流匯合于節(jié)點B。除經(jīng)過電阻R7支路外，節(jié)點A、節(jié)點B之間各支路電阻比測量盤V :測量盤IV :測量盤III :第二步進盤=1000 100 10 1，所以，除流過電阻R7支路外，流過節(jié)點A、節(jié)點B之間各支路電流比為測量盤V :測量盤IV :測量盤III :第二步進盤=I 10 100 1000，除電阻R7支路外，節(jié)點A、節(jié)點B之間電阻是1000K Ω/1111，讓流過測量盤V、測量盤IV、測量盤III與第二步進盤的總電流是I. 111mA，流過電阻R7的電流為I. 389mA，則 I. 389mAXR7 = 1000K Ω/1111 X I. IllmA,電阻 R7 = 719. 9424 Ω。電壓測量儀器2. 5mA工作電流經(jīng)過電阻R7分流，使得流過測量盤V電流為O. 001mA，測量盤IV電流為O. OlmA,第三步進盤電流為O. ImA,第二步進盤電流為ImA ；當工作電流標準化后，第I測量盤擲Ii1，第II測量盤擲112，第III測量盤擲113，第IV測量盤擲n4，第V測量盤擲n5，開關K2擲向左邊，這時位于測量的兩個端鈕間電壓為[0016]Ux = I X In1+! X O. 1η2+0. 1X0. 1η3+0. 01X0. ln4+0. 001 X 0. In5 (mv)= r^+0. ln2+0. 01n3+0. 001n4+0. OOOln5 (mv)在X0. I量程時，從節(jié)點C經(jīng)過 節(jié)點D到開關K1中IV1層的X I量程觸點間的電阻是414Ω電阻與46Ω電阻R8并聯(lián)，因此流過第一步進盤的電流是O. 1mA，流過電阻R2的電流是O. 15mA，流過電阻R8的電流是2. 25mA，并聯(lián)減小的阻值通過串聯(lián)372.6 Ω電阻R9來
保持電路阻值不變。這時第一步進盤置Ii1、第二步進盤置n2、第三步進盤置n3、第四步進盤置n4、第五步進盤置n5，“Ux”兩個測量端鈕間電壓為Ux = O. I X lrii+O. 1X0. 1η2+0. 01X0. 1η3+0. 001 X O. 1η4+0. 0001 X 0. In5 (mv)= 0. lr^+0. 01n2+0. 001n3+0. 0001n4+0. OOOOln5 (mv)不飽和標準電池每批生產(chǎn)的電動勢是離散的，在I. 0188V I. 0196V之間，標準化的工作電流為2. 5mA，因此調定電阻Rn取407 Ω，外加O 1Ω可鎖定的可調電阻Rp4，可以覆蓋不飽和標準電池電動勢的變化范圍。干電池新的時候電動勢約為I. 65V，用舊到I. 4V以下吋，電流不穩(wěn)，為了使干電池在新、舊情況下都能使電壓測量儀器的工作電流調節(jié)到標準化，為此電阻Rtl取260 Ω，粗調的可調電阻Rpi由23只10 Ω電阻構成，中調的可調電阻Rp2取調節(jié)范圍在O 11 Ω之間、細調的可調電阻Rp3取調節(jié)范圍在O O. 1Ω之間，這樣，當工作電源電壓在2. 7 3. 3V時，都可以通過調節(jié)可調電阻，把工作電流調節(jié)在2. 5mA。標準電流是這樣確定的把IOmV標準信號電壓按極性與電壓測量儀器“Ux”兩個測量端鈕連接，電壓測量儀器步進盤示值與標準信號電壓值相同，雙刀雙擲開關K2擲向左邊，調節(jié)可調電阻Rpi，可調電阻Rp2，可調電阻RP3，使檢流計G指零；再將雙刀雙擲開關K2擲向右邊，調節(jié)可調電阻RP4，使檢流計G指零，這時把可調電阻Rp4鎖定；電壓測量儀器今后使用時依此為標準。
權利要求1.一種ニ量程電壓測量儀器，電流從ニ量程電壓測量儀器3V工作電源正極流過260Ω電阻(Rtl)、由23只10 Ω電阻構成的可調電阻(Rpi)、調節(jié)范圍在O 11 Ω之間的可調電阻(Rp2)、調節(jié)范圍在O O. I Ω之間的可調電阻(Rp3)，再流過五個步進盤回到ニ量程電壓測量儀器工作電源的負極組成ニ量程電壓測量儀器工作回路；電流從不飽和標準電池(En)正極流過兩個常閉觸點之間接有檢流計(G)的雙刀雙擲開關(K2)到407Ω調定電阻(Rn)和調節(jié)范圍在O 1Ω之間可鎖定滑動觸點的可調電阻(RP4)，再流過150ΚΩ電阻(Rltl)到不飽和標準電池(En)負極組成ニ量程電壓測量儀器標準回路；用于連接被測量“ Ux”的兩個端鈕，正極端鈕流過五個測量盤后，再流過兩個常閉觸點之間接有檢流計(G)的雙刀雙擲開關(K2)到負極端鈕組成ニ量程電壓測量儀器補償回路；其特征在于第一步進盤有測量盤(I)，它有0、1、2、……15共16個檔位，上面有15只1Ω電阻，除第O、第I觸點外，各檔觸點間連接I Ω電阻ー只，第二步進盤各由10只O. I Ω電阻構成的測量盤(II)與代換盤(ΙΓ )組成，第三步進盤的測量盤(III)，第四步進盤的測量盤(IV)、第五步進盤的測量盤(V)上的各個觸點與第二步進盤中測量盤(II)上的對應觸點連接，可調電阻(Rp3)的低電位一端為電路節(jié)點(C)，節(jié)點(C) 一路流過8 Ω電阻(R1)到節(jié)點⑶后又分成兩路，一路連接第一個步進盤測量盤(I)上的第15觸點，測量盤(I)上第I觸點流過ー只I Ω電阻后與第二步進盤中測量盤(II)的第O觸點連接點為電路節(jié)點(A)，測量盤⑴上第O觸點也與節(jié)點㈧連接；另一路流過10Ω電阻(R2)后連接電路節(jié)點(A)，測量盤(V)的金屬接觸環(huán)流過1000ΚΩ電阻(R3)、測量盤(IV)的金屬接觸環(huán)經(jīng)100ΚΩ電阻(R4)、測量盤(III)的金屬接觸環(huán)流過IOK Ω電阻(R5)都連接于電路節(jié)點(B)，代換盤(ΙΓ )的第10觸點流過999 Ω電阻(R6)與電路節(jié)點⑶連接，電路節(jié)點(A)流過719.9424Ω電阻(R7)連接電路節(jié)點(B)，節(jié)點⑶連接雙刀雙擲開關(K1)中OV1)層的XI量程觸點及OV2)層的X0.1量程觸點，節(jié)點(C)另一路流過46Ω電阻(R8)連接雙刀雙擲開關(K1)中(Kw)層的X0. I量程觸點，雙刀雙擲開關(K1)中OV1)層與OV2)層的常閉觸點用導線連接，雙刀雙擲開關(K1)中(IV2)層的X0. I量程觸點流過372. 6 Ω電阻(R9)與(K1J層的X I量程觸點連接后流過407Ω調定電阻(Rn)及可調電阻(RP4)，連接ニ量程電壓測量儀器3V工作電源負扱，用于連接被測量“Ux”的兩個測量端鈕，正極端鈕與測量盤(I)的金屬接觸環(huán)連接，負極端鈕與兩個常閉觸點之間接有檢流計(G)的雙刀雙擲開關(K2)連接后再與測量盤(II)的第10觸點連接。
專利摘要一種用于直流電壓測量的二量程電壓測量儀器，它的第一步進盤由15只1Ω電阻構成測量盤，第二步進盤各由10只0.1Ω電阻構成的測量盤與代換盤組成，第三、第四、五步進盤的各個觸點與第二步進盤中測量盤上的對應觸點連接，使第三、第四、五步進盤步進盤都不需電阻，使電壓測量儀器內部引線電阻上總電壓降幾乎為零，電壓測量儀器測量時能夠忽略零電勢及熱電勢影響。
文檔編號G01R17/20GK202443050SQ20112057385
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者孫笑聲 申請人:孫笑聲