專利名稱：五位讀數的直流電位差計的制作方法
技術領域：
本發明涉及測量直流電壓的儀器。
背景技術：
當前生產的電位差計，當測量盤有三個以上時，兩個測量端鈕間存在開關接觸電阻及變差，因此，即使工作電流小到0.1mA，開關的電刷及觸點不僅采用銀銅復合材料，接觸面積也做得挺大，來減小測量開關步進切換時變差帶來影響，這就使儀器體積變大，另外還存在開關的熱電勢與接觸可變熱電勢影響。
發明內容
本發明要解決的問題是，當電位差計內用于測量部分有三個步進盤與一個滑線盤時，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。
本發明的技術方案是這樣的工作電流調節電阻RP1及RP2，用于降低電源電壓的固定電阻R0，對標準時取樣用調定電阻RN及測量步進開關上的電阻串聯在電位差計工作回路中，調定電阻上的電壓降與電位差計內附標準相等時，其工作電流等于1.25mA；其特征在于第一步進盤由各有20×8Ω的第I測量盤與第I′代換盤組成，第二步進盤由0點與1點之間無電阻，這二個觸點斷開，其余觸點由電阻連接的9×1.76Ω的第II測量盤，有10×1.76Ω的第II′代換盤及不焊有電阻、0點獨立、其余觸點連接的第II″輔助盤組成，第三步進盤由同為10×0.176Ω電阻組成的第III測量盤和第III′代換盤及有10×0.088Ω電阻的第III″輔助盤組成，第四盤為雙滑線盤，兩根滑線電阻阻值都是0～0.968Ω，其中一根為第IV測量盤滑線，另一根為第IV′代換盤滑線，滑線的刻度盤標有0～10十一個示值的10個大格，每大格有10個小格，0示值往前有5個小格顯示，再往前到滑線盤始端也相當于“-1”往后有5小格電阻在滑線盤內部，每大格對應的電阻值是0.088Ω，除第一步進盤外，其余各盤測量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點連接第III″輔助盤第10點，第III″輔助盤0點連接第II″輔助盤0點連接，該盤電刷與第II″輔助盤除0點外其余點連接，第II″輔助盤電刷一路連接第II′代換盤第10點，另一路通過15.84Ω電阻R1與第III′代換盤第10點連接，第II測量盤第1點連接第III測量盤第10點，第II測量0點與第III測量盤0點共同連接阻值為16.088Ω電阻R2后與第I測量盤0點連接，第I測量盤第20點連接第IV測量盤第10點，第IV′代換盤始端連接1696.712Ω電阻R3后與第I′代換盤0點連接；第I′代換盤電刷連接在測量電路正極，第I測量盤電刷連接在電位差計測量部份負極，測量端兩個端鈕正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計切換開關K與第IV測量盤線始端連接。
通過以上技術方案，三個步進盤及一個滑線盤用于測量部分的測量盤是用導線連接的，測量步進開關接觸電阻及變差，不在測量回路內，影響的只是電位差計工作回路總阻，由于總阻阻值很大，所以變差可以忽略，幾個μV的熱電勢影響的是電源電壓，電源電壓是伏，熱電勢是多少μV，兩者相差10的6次方數量級，因此影響可以忽略，退一步講，即使接觸電阻變差及熱電勢大到不可忽略程度，可通過對標準來調整RP2的阻值得到修正，零電勢可以通過調整滑線盤零位得到修正，或增大第IV測量盤與第I測量盤之間引線電阻來修正，能得到很好的重復性。
附圖是本發明原理電路。
具體實施例方式
由“Ux”正極經過各個測量盤，再經過切換開關K到“Ux”負極是測量回路，由電源正極經過測量步進開關到調定電阻RN及RP3，然后到電阻R0，可調電阻RP2及RP1后，回到電源負極是工作回路，從標準電池EN正極經過切換開關K，到調定電阻RN及RP3，再到標準電池負極是標準回路。當四只盤都擲“0”時，第一步進盤兩把電刷間左邊電阻等185.768Ω，右邊電阻等于1857.68Ω，因此第一盤兩把電刷間總電流的10/11在左邊流動，1/11在右邊流動。當第二盤擲0點時，第二盤與第三盤并聯部份電阻相等，當第三盤擲不同示值時，電路阻值不變。當第二盤不擲在0時，第三盤擲不同示值，電路阻值在沒有第III″輔助盤時阻值是變化的，第三盤每增加一個步進，電路阻值會增加每個步進電阻一半的阻值，為了保持電路總阻不變，在第三輔助盤中每個步進減小同樣阻值，當第二步進盤擲0時阻值最小，這時讓第III″輔助盤電阻全部串入電路，使電路阻值不變。由于第一盤及第四盤均由阻值相同的測量盤及代換盤組成，所以四個盤無論擲何示值，電路總阻不變。
電位差計工作電流為1.25mA，第一步進盤兩把電刷間左邊電流12.5/11mA，右邊電流為1.25/11mA，左邊電流流過第II″輔助盤電刷后分成相等的兩個支路，當第二盤擲0點時，流過第II測量盤及第III測量盤的兩個支路是分開的，當第II測量盤不擲0時，流過第II測量盤支路電流全部流過第III測量盤電阻，第III測量盤10只電阻起到第II測量盤第1只電阻的作用，當第III測量盤擲n3時，n3～0電阻上的電流雖然就是左邊電流，但可以看成是兩個支路電流疊加而成，因此計算時可以以分開計算；1.25mA工作電流是這樣確定的，在“UX”兩端的兩個測量端鈕按極性接上接近滿量程的標準電壓，開關K擲向左邊，測量盤示值與標準電壓值相同，通過調節工作電流調節電阻RP1及RP2，使檢流計指零，再將開關K擲向右邊，取樣用調定電阻RN的阻值是815Ω，串聯了0～1Ω可調電阻RP3，調節RP3，使檢流計再次指零，再將開關K擲向左邊，調節RP2使檢流計指零，又將開關K擲向右邊調節RP3使檢流計指零，當開關指向左邊及右邊不作調節檢流計均指零時，說明電位差計工作電流已標準化，即調定電阻上的壓降與不飽和標準電池EN的電動勢已經相等，這時將RP3鎖定，該電位差計今后就以此為標準。當工作電流標準化后，在×1量程時，第I測量盤擲n1，第II測量盤擲n2，第III測量盤擲n3.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＝12.5/22×1.76n2+12.5/22×0.176n3+12.5/11×(16+0.088)+12.5/11×8n1-1.25/11×(20-n1)×8-1.25/11×(10-n4)×0.088(mv)＝n2+0.1n3+200/11+0.1+100n1/11-200/11+10n1/11-0.1+0.01n4(mv)＝10n1+n2+0.1n3+0.01n4(mv)上面n4按大格阻值計算，每小格分辯率為1μv。
電位差計工作電壓為1.5v，為了使電源電壓在1.4v～1.65v范圍內工作取固定電阻R0＝124Ω，可調電阻RP1＝20×10Ω，可調電阻RP2為0～11Ω。
權利要求
一種五位讀數的直流電位差計，它有工作電流調節電阻RP1及RP2，用于降低電源電壓的固定電阻R0，對標準時取樣用調定電阻RN及測量步進開關上的電阻串聯在電位差計工作回路中，調定電阻上的電壓降與電位差計內附標準相等時，其工作電流等于1.25mA；其特征在于第一步進盤由各有20×8Ω的第I測量盤與第I′代換盤組成，第二步進盤由0點與1點之間無電阻，這二個觸點斷開，其余觸點由電阻連接的9×1.76Ω的第II測量盤，有10×1.76Ω的第II′代換盤及不焊有電阻、0點獨立、其余觸點連接的第II″輔助盤組成，第三步進盤由同為10×0.176Ω電阻組成的第III測量盤和第III′代換盤及有10×0.088Ω電阻的第III″輔助盤組成，第四盤為雙滑線盤，兩根滑線電阻阻值都是0～0.968Ω，其中一根為第IV測量盤滑線，另一根為第IV′代換盤滑線，滑線的刻度盤標有0～10十一個示值的10個大格，每大格有10個小格，0示值往前有5個小格顯示，再往前到滑線盤始端也相當于“-1”往后有5小格電阻在滑線盤內部，每大格對應的電阻值是0.088Ω，除第一步進盤外，其余各盤測量盤與代換盤的電刷各自兩兩連通；第I′代換盤第20點連接第III″輔助盤第10點，第III″輔助盤0點連接第II″輔助盤0點連接，該盤電刷與第II″輔助盤除0點外其余點連接，第II″輔助盤電刷一路連接第II′代換盤第10點，另一路通過15.84Ω電阻R1與第III′代換盤第10點連接，第II測量盤第1點連接第III測量盤第10點，第II測量0點與第III測量盤0點共同連接阻值為16.088Ω電阻R2后與第I測量盤0點連接，第I測量盤第20點連接第IV測量盤第10點，第IV′代換盤始端連接1696.712Ω電阻R3后與第I′代換盤0點連接；第I′代換盤電刷連接在測量電路正極，第I測量盤電刷連接在電位差計測量部份負極，測量端兩個端鈕正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計切換開關K與第IV測量盤線始端連接。
全文摘要
一種用于直流電壓測量的五位讀數的直流電位差計，它有20×8Ω、9×1.76Ω、10×0.176Ω三個測量盤和0～0.968Ω滑線盤組成，提供五位讀數，所有測量用電阻，直接用導線連接，將測量步進開關的接觸電阻及變差排除在測量結果之外。
文檔編號G01R17/00GK1991387SQ20051006235
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日 優先權日2005年12月30日
發明者駱乃光 申請人:駱乃光