电位差计的制作方法
【专利摘要】一种用于直流电压测量有四个步进盘的电位差计，它的每个步进盘都由测量盘和与测量盘结构相同的代换盘组成，它第一步进盘上测量盘与代换盘的触点间焊有电阻，其余步进盘上都没有电阻，它使电位差计内部引线电阻、开关接触电阻及变差、热电势对电位差计影响都能够忽略。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对直流电压进行测量的仪器。 电位差计
【背景技术】
[0002] 当前对于有四个步进盘的电位差计，在四个步进盘之间的连接上，中间盘普遍采 用开关切换，这样就产生接触电阻的变差，给分辨率带来限制。为了克服该问题，一般采用 大电刷以增大接触面积，并采用银-铜复合材料；申请号200810120441. X公开了有四个步 进盘的电位差计解决开关接触电阻变差的新方法，它的四个步进盘都由测量盘及代换盘组 成，不含辅助盘，每个测量盘及代换盘上都有电阻，它的四个步进盘上的测量盘与代换盘在 电路中组成了桥式线路，它最大的毛病在于误差不独立，一旦测量盘某点示值超差，就无法 确定是哪只电阻超差引起的，这对鉴定与维修带来不便。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计一种有四个步进盘的电位差计，它不采用桥式线路，这样误 差可以独立，且后三个步进盘触点间没有电阻，这可以降低成本，减小仪器体积。
[0004] 本发明的技术方案这样采�。捍拥缥徊罴�10?11V外接工作电源E的正极端钮 经过100 Ω电阻RM、由21只4Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由21只0.2 Ω电阻串联构 成的可调电阻RP2、及调节范围在〇?〇. 22 Ω之间的可调电阻RP3，经过经过四个步进盘，到 91. 7 Ω调定电阻RN，再经过0?0. 1 Ω可锁定滑动触点的可调电阻RP4回到电位差计10? 11V外接工作电源E的负极端钮组成电位差计工作回路；从不饱和标准电池 EN正极经过两 个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K到91. 7 Ω调定电阻RN和调节范围在0? 〇. 1 Ω之间可锁定滑动触点的可调电阻RP4，再经过200KΩ电阻&到不饱和标准电池 EN负 极组成电位差计标准回路；用于连接被测量"Ux"的两个端钮，正极端钮经过四个测量盘后， 再经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K到负极端钮组成电位差计补偿回 路；其特征在于第一步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘I与有〇、1、2、…… 10共11个档位的代换盘Γ组成，测量盘I与代换盘Γ各档触点间连接阻值是0.01Ω的 电阻一只，测量盘I的第"0"触点为电路节点A，代换盘Γ的第"10"触点为电路节点B， 第二步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘II与有0、1、2、……10共11个档 位的代换盘ΙΓ组成，第三步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘III与有0、 1、2、……10共11个档位的代换盘ΙΙΓ组成，第四步进盘由有0、1、2、……10共11个 档位的测量盘IV与有0、1、2、……10共11个档位的代换盘IV'组成，第二步进盘中测量 盘II与代换盘ΙΓ上的各个触点，第三步进盘中测量盘III与代换盘ΙΙΓ上的各个触 点，第四步进盘中测量盘IV与代换盘IV'上的各个触点，与第一步进盘中测量盘I与代换 盘Γ对应触点连接，第一步进盘测量盘I的金属接触环与代换盘Γ的金属接触环间用 999. 9Ω的电阻Ri连接，第二步进盘测量盘II的金属接触环与代换盘ΙΓ的金属接触环间 用10ΚΩ的电阻R2连接，第三步进盘测量盘III的金属接触环与代换盘ΙΙΓ的金属接触 环间用100ΚΩ的电阻R3连接，第四步进盘测量盘IV的金属接触环与代换盘IV'的金属接 触环间用1000ΚΩ的电阻R4连接，每个步进盘测量盘上的电刷与代换盘上的电刷转动时同 步，测量盘I的第"0"触点即节点A连接可调电阻R P3的低电位端，代换盘Γ的第"10"触 点即节点B连接调定电阻RN的高电位端，用于连接被测量"U x"的两个测量端钮，正极端钮 与测量盘I的第"0"触点连接，负极端钮经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷 开关K后与测量盘I的第"10"触点连接。
[0005] 通过以上技术方案，第二、第三、第四步进盘触点间都没有电阻，且四个步进盘误 差独立，后三盘相同步进的误差一致，这给调试与维修带来方便，也使电位差计结构简单， 体积缩小，从而降低了生产成本；当电位差计四个测量盘置"〇"时，电位差计的内部线路总 电势是A点电位，一点电位为"0"，所以本电位差计的零电势很�。母霾浇谈鞲鲋芳� 个μ v的热电势都串联在以伏为单位的电压降上，因此热电势对"ux"的两个测量端钮影响 可以忽略。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本发明的一种原理电路。
[0007] 在图1中，21X4 Ω的可调电阻RP1，表示可调电阻RP1上有21只阻值是4 Ω的电阻 串联，同理，21X0. 2 Ω的可调电阻RP2，表示可调电阻RP2上有21只阻值是0.2 Ω的电阻串 联，第一步进盘测量盘I与代换盘Γ上的10X0. 01 Ω，表示测量盘I与代换盘Γ上都有 10只阻值是0.01 Ω的电阻串联，
[0008] 在图1中，步进盘上粗黑线条表示金属接触环，空心小圆圈表示金属触点，双向箭 头表不金属电刷。
【具体实施方式】
[0009] 实施例1，在图1中，节点A、节点B之间四个步进盘中任意一个步进盘转动时，电 流流过测量盘增加的电阻等于电流流过代换盘减少的电阻，反之也然，所以，四个步进盘不 管置何示值，该步进盘在节点A与节点B之间电阻值不变，这能保证四个步进盘不管置何示 值，各步进盘电阻比值不变，也保证各步进盘的电流不变。
[0010] 各步进盘电阻比：第一步进盘：第二步进盘：第三步进盘：第四步进盘= 1 : 10 : 102 : 103,所以，流过各步进盘电流比：第一步进盘：第二步进盘：第三步进盘： 第四步进盘=103 : 1〇2 : 10 : 1。电位差计标准工作电流设计成11. 11mA，则标准工作电 流流过第一步进盘10mA，流过第二步进盘1mA，流过第三步进盘0. 1mA，流过第四步进盘是 0. 01mA，这时第一步进盘每个步进是1 X lO^mV，第二步进盘每个步进是1 X l(T2mV，第三步 进盘每个步进是IX l(T3mV，第四步进盘每个步进是IX l(T4mV，第一步进盘在节点A、B之间 的阻值是1000 Ω，测量盘与代换盘的开关接触电阻变差一般小于2 X 1(Γ4 Ω，变差引起误差 可以忽略，第二步进盘往后的三个步进盘，测量盘金属接触环与代换盘的金属接触环间连 接的电阻阻值更大，开关接触电阻变差的影响更可以忽略。
[0011] 当工作电流标准化后，第I测量盘掷化，第II测量盘掷112，第III测量盘掷11 3，第 IV测量盘掷n4，开关K掷向左边，这时位于测量的两个端钮间电压为：
[0012] Ux = 10 X 0. Oln^l X 0. 01n2+0. 1X0. 01n3+0. 01X0. 01n4 (mv)
[0013] Ux = 0. ln^O. 01n2+0. 001n3+0. 0001n4(mv)
[0014] 电位差计工作电源要采用YJ49型高稳定度稳压电源，工作电流11. 11mA是比较大 的，采用甲电池是稳定不了的，本电位差计采用比较大的工作电流及0.01 Ω这种比较小电 阻，是为了测量微小电压时，降低对检流计灵敏度的要求。
[0015] 在标准回路中，为避免回路电流过大，采用200ΚΩ电阻R。来限流，由于不饱和标 准电池的电动势是离散的，在1. 0188V?1. 0196V之间，标准化的工作电流为11. 11mA，因此 调定电阻RN取91. 7 Ω，外加0?0. 1 Ω可锁定的可调电阻RP4，可以覆盖标准电池电动势的 变化范围。
[0016] 电位差计的标准工作电流是这样获得：把lmV标准信号电压按极性与电位差计 "ux"两个测量端钮连接，电位差计各步进盘总示值与标准信号电压值相同，双刀双掷开关K 掷向左边，调节可调电阻R P1、可调电阻RP2及可调电阻RP3，使检流计G指零；再将双刀双掷 开关K掷向右边，调节可调电阻R P4，使检流计G指零，再重复一次后，把可调电阻RP4锁定， 这时电位差计的工作电流就标准化，仪器使用时，先校对标准，要对读数盘进行读数时，校 对标准后再读数。
【权利要求】
1. 一种有四个测量盘的电位差计，从电位差计11?12V外接工作电源E的正极端钮经 过由21只4Ω电阻串联构成的可调电阻RP1、由21只0.2 Ω电阻串联构成的可调电阻RP2、及 调节范围在〇?0.22 Ω之间的可调电阻RP3、经过经过四个步进盘，到91.7 Ω调定电阻Rn， 再经过0?0. 1 Ω可锁定滑动触点的可调电阻Rp4回到电位差计11?12V外接工作电源E 的负极端钮组成电位差计工作回路；从不饱和标准电池 EN正极经过两个常闭触点之间接有 检流计G的双刀双掷开关K到91. 7 Ω调定电阻RN和调节范围在0?0. 1 Ω之间可锁定滑 动触点的可调电阻RP4，再经过200K Ω电阻&到不饱和标准电池 EN负极组成电位差计标准 回路；用于连接被测量"Ux"的两个端钮，正极端钮经过四个测量盘后，再经过两个常闭触点 之间接有检流计G的双刀双掷开关K到负极端钮组成电位差计补偿回路；其特征在于第一 步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘I与有0、1、2、……10共11个档位的代 换盘Γ组成，测量盘I与代换盘Γ各档触点间连接阻值是0.01 Ω的电阻一只，测量盘I 的第"0"触点为电路节点A，代换盘Γ的第"10"触点为电路节点B，第二步进盘由有0、1、 2、……10共11个档位的测量盘II与有0、1、2、……10共11个档位的代换盘ΙΓ组成， 第三步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘III与有0、1、2、……10共11个档 位的代换盘ΙΙΓ组成，第四步进盘由有〇、1、2、……10共11个档位的测量盘IV与有0、 1、2、……10共11个档位的代换盘IV'组成，第二步进盘中测量盘II与代换盘ΙΓ上的 各个触点，第三步进盘中测量盘ΠΙ与代换盘IIΓ上的各个触点，第四步进盘中测量盘IV 与代换盘IV上的各个触点，与第一步进盘中测量盘I与代换盘Γ对应触点连接，第一步 进盘测量盘I的金属接触环与代换盘Γ的金属接触环间用999.9Ω的电阻Ri连接，第二 步进盘测量盘II的金属接触环与代换盘ΙΓ的金属接触环间用10ΚΩ的电阻R 2连接，第 三步进盘测量盘III的金属接触环与代换盘ΙΙΓ的金属接触环间用100ΚΩ的电阻馬连 接，第四步进盘测量盘IV的金属接触环与代换盘IV'的金属接触环间用1000ΚΩ的电阻 r4连接，每个步进盘测量盘上的电刷与代换盘上的电刷转动时同步，测量盘I的第"0"触点 即节点A连接可调电阻R P3的低电位端，代换盘Γ的第"10"触点即节点B连接调定电阻 RN的高电位端，用于连接被测量"ux"的两个测量端钮，正极端钮与测量盘I的第"0"触点 连接，负极端钮经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K后与测量盘I的第 "10"触点连接。
【文档编号】G01R17/22GK104101761SQ201410363533
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】袁乐香, 骆晓峰 申请人:富阳兴远仪器仪表经营部
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
