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專利名稱：三量程攜帶式電位差計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對直流電壓進行測量的儀器。
背景技術(shù)：
當前便攜式電位差計中，由于用于測量兩個端鈕在電位差計內(nèi)部存在開關(guān)接觸電阻及變差，還有熱電勢影響，所以不能使產(chǎn)品做到分辨率是0.1μV。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是設(shè)計一種便攜式電位差計，有三個量程，在量限最小時分辨率達到0.1μV，它能排除開關(guān)間接觸電阻及變差影響，并將熱電勢影響也排除在外；為了便于“自檢”，三個測量盤都設(shè)置有“-1”示值。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的把工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2，固定電源壓降的固定電阻R0，對標準時取樣用的調(diào)定電阻RN，及測量電路串聯(lián)在電位差計電路中；測量部份用兩只步進盤及一只雙滑線盤，第一步進盤由11×2Ω第I測量盤與11×2Ω的第I’代換盤組成，第二步進盤由11×0.22Ω的第II測量盤與11×0.22Ω的第II’代換盤組成，該步進盤兩把電刷相互連接，第三盤即雙滑線盤，兩根電阻絲阻值相同，同為0～2.42Ω，其示值刻度盤有11個大格，每大格對應(yīng)阻值為0.22Ω，并有110個小格，每小格0.022Ω，二根滑線中一根作第III’盤代換滑線，另一根作第III盤的測量滑線，該盤二根滑線電阻上的電刷是從同一片金屬上沖下來的。
第I’代換盤第10點連接30.58Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點連接，第II測量盤“-1”點連接第I測量盤“-1”點，該盤第10點連接第III測量盤未端，第III’代換滑線始端“-1”點連接一只阻值為525.58Ω電阻R2后與第I’代換盤“-1”點連接。
第I’代換盤電刷與5Ω電阻r1并聯(lián)在測量電路正極，5Ω電阻串聯(lián)40.5Ω電阻r4與雙刀雙擲開關(guān)的K1-1×0.1量程觸點連接，5Ω電阻與40.5Ω電阻連接處，再焊上45Ω電阻r2后與×1量程觸點連接，該觸點與×10量程觸點用450Ω電阻r3連接，×10量程觸點與第I測量盤電刷連接，雙刀雙擲開關(guān)中的K1-1的常閉觸點接在測量電路負極。
用于連接被測量的UX兩端鈕，正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計的切換開關(guān)與第III測量滑線始端連接。
由于三個測量盤都是用導(dǎo)線連接所以不存在接觸電阻及變差問題，開關(guān)的熱電勢也不在三個測量盤之內(nèi)，只影響1.5V電源電壓，對測量結(jié)果影響可以忽略，由于第III測量滑線上有負電勢，引線產(chǎn)生的零電勢，在滑線盤零刻度定位時增加第一步進盤兩把電刷間右邊引線電阻即可解決掉，因此本電路在分辨率為0.1μV時，電位差計內(nèi)部的各種干擾因素都得到解決。


附圖是本發(fā)明原理電路具體實施方式
在圖中，當三個測量盤擲“-1”時，第I’代換盤電刷與第I測量盤電刷間左邊部份阻值是22Ω+30.58Ω+2.42Ω＝55Ω，右邊部份阻值是22Ω+2.42Ω+525.58Ω＝550Ω，所以第一盤兩把電刷間總阻是50Ω，由于測量盤增加一個電阻值時代換盤減少同樣一個阻值，所以測量盤擲其它值時阻值不變。在×10量程時，與測量盤并聯(lián)電阻是500Ω，這時流過測量盤總電流是5mA，并聯(lián)的500Ω電阻上電流是0.5mA，在×1量程時，與測量盤并聯(lián)電阻是50Ω，與測量盤串聯(lián)在一起的電阻是500Ω，所以流過測量盤總電流是0.5mA，同理，在×0.1量程時，流過測量盤總電流是0.05mA，在該量程使阻值減小，因此串聯(lián)40.5Ω電阻使電路阻值不變。
在第一盤兩把電刷間右邊電阻是左邊電阻10倍阻值，因此左邊電流是右邊電流的10倍，測量端鈕UX在電位差計內(nèi)部電壓，在×10量程時設(shè)第I測量盤擲n1，第II測量盤擲n2，第III測量盤擲n3，這時UX間電壓為50/11(0.22n2+0.22+2+2n1)-5/11(10-n1)×2-5/11(10-n3)×0.22(mv)＝n2+1+100n1/11+100/11-100/11+10n1/11-1+0.1n3(mv)＝10n1+n2+0.1n3(mv)以上數(shù)字表達其余量程是一樣的，只不過量值單位變成0.1mv及0.01mv，第III盤×10量程n3表示一個大格，該量程每小格相應(yīng)為10μv，因此在×0.1量程時每小格值為0.1μv。
測量盤與量程轉(zhuǎn)換電阻組成測量總電路A、B兩點間電壓UAB＝5×50＝250mv，調(diào)定電阻RN阻值為185Ω，另加0～0.5Ω可調(diào)電阻RP3，測量總電路與調(diào)定電阻尾端C點兩部分總壓降為UAC＝1.27V，由于電池到1.4V以下就不移穩(wěn)定，因此用23Ω電阻R0來抬高到1.4V，干電池新的時候電動勢能到1.65V，為了有0.25V范圍可調(diào)，采用11×4Ω可調(diào)電阻RP1，0～5Ω可調(diào)電阻RP2。
調(diào)定電阻可調(diào)部分是這樣確定的，把100mv～200mv標準電壓信號輸入到測量接線柱Ux的“+”“-”兩端，量程開關(guān)K1-1擲×10量程及測量盤示值與標準電壓值相等，開關(guān)K2擲向左邊，調(diào)節(jié)RP1及RP2使檢流計G指零，再將開關(guān)K2擲向右邊不飽和和標準電池的電動勢EN在1.0188～1.0196V之間，通過調(diào)整RP3使檢統(tǒng)計G再次指零，并將RP3值鎖定。
在放大電路中，電阻R4與R5阻值要配對，盡可能相同，阻值可取1MΩ，電阻R6的阻值大小關(guān)系到表頭G的靈敏度，電阻R6阻值過小，放大倍數(shù)過高，不僅操作困難，而且會使表頭G產(chǎn)生抖動，電阻R6阻值過大靈敏度就降低，根據(jù)電位差計精度在0.05級，電位差計滿度變化萬分之五時，指針偏轉(zhuǎn)1mm國家標準，這時電阻R6值應(yīng)該是200Ω。二極管D1及D2正反接在輸入端是為了進行輸入保護，電阻R7、R8、R9組成分壓電路，在×10量程時信號最強，信號取R9/(R7+R8+R9)，在×1量程時，信號取(R8+R9)/(R7+R8+R9)，在×0.1量程時，以上三個電阻上的信號全部進入放大器。電阻R7取3.3KΩ，電阻R8取1KΩ，電阻R9取120Ω。
開關(guān)K2擲向右邊用于校對標準，電阻R10取51KΩ～75KΩ，以限制不飽和標準電池放電電流，調(diào)節(jié)RP1及RP2使檢流計G指零，這時電位差計工作電流被“標準化”，開關(guān)K2擲向左邊時，在UX兩個端鈕間按極性接上被測量，通過調(diào)節(jié)量程轉(zhuǎn)換開關(guān)及測量盤使表頭G指針指零，這時測量盤讀數(shù)乘上倍率即被測量的電壓值。
權(quán)利要求
三量程攜帶式電位差計把工作電流調(diào)節(jié)電阻RP1及RP2，固定電源壓降的固定電阻R0，對標準時取樣用的調(diào)定電阻RN，及測量電路串聯(lián)在電位差計電路中；其特征是測量部份用兩只步進盤及一只雙滑線盤，第一步進盤由11×2Ω第I測量盤與11×2Ω的第I’代換盤組成，第二步進盤由11×0.22Ω的第II測量盤與11×0.22Ω的第II’代換盤組成，該步進盤兩把電刷相互連接，第三盤即雙滑線盤，兩根電阻絲阻值相同，同為0～2.42Ω，其示值刻度盤有11個大格，每大格對應(yīng)阻值為0.22Ω，并有110個小格，每小格0.022Ω，二根滑線中一根作第III’盤代換滑線，另一根作第III盤的測量滑線，該盤二根滑線電阻上的電刷是從同一片金屬上沖下來的；第I’代換盤第10點連接30.58Ω電阻R1后與第II’代換盤第10點連接，第II測量盤“-1”點連接第I測量盤“-1”點，該盤第10點連接第11I測量盤未端，第III’代換滑線始端“-1”點連接一只阻值為525.58Ω電阻R2后與第I’代換盤“-1”點連接；第I’代換盤電刷與5Ω電阻r1并聯(lián)在測量電路正極，5Ω電阻串聯(lián)40.5Ω電阻r4與雙刀雙擲開關(guān)的K1-1×0.1量程觸點連接，5Ω電阻與40.5Ω電阻連接處，再焊上45Ω電阻r2后與×1量程觸點連接，該觸點與×10量程觸點用450Ω電阻r3連接，×10量程觸點與第I測量盤電刷連接，雙刀雙擲開關(guān)中的K1-1的常閉觸點接在測量電路負極；用于連接被測量的UX兩端鈕，正極與第II測量盤第10點連接，負極通過檢流計的切換開關(guān)與第III測量滑線始端連接。
全文摘要
一種用于直流電壓測量的三量程攜帶式電位差計，有×10、×1、×0.1三個量程，它采用11×2Ω作第I測量盤，11×0.22Ω作第II測量盤，0～2.42Ω作第III測量盤，三個測量盤間用導(dǎo)線連接，不存在接觸電阻及變差，引線電阻產(chǎn)生的零電勢通過負電勢得到補償，×10量程時它測量上限為111mv，×0.1量程時最小分辨率是0.1μV，測量時重復(fù)性好。
文檔編號G01R17/20GK1769909SQ20051006069
公開日2006年5月10日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者駱乃光 申請人:駱乃光