专利名称：有四个测量盘的直流电位差计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量直流电压的仪器。
背景技术：
2008年5月7日公布了 ZL200510062375. 1发明专利，它是一种有四个步进盘的直 流电位差计，它的第三、第四步进盘各有测量盘、代换盘与辅助盘组成，测量盘与代换盘上 的电阻阻值相同，测量盘每增加一个电阻，代换盘就减小相同电阻，由于第三步进盘不置在 第10点时，第四步进盘置不同示值时电路总阻是变化的，第三步进盘置在第10点时，第四 步进盘置不同示值时电路总阻不变，为此第三步进盘除有测量盘、代换盘外，增加了辅助盘 来区别步进盘置第10点及不置第10点两种情况的电路连接，第四步进盘也增加了辅助盘， 上面有10只电阻来分别接入或切出若干个电阻使电路总阻不变。四个测量盘连接在两个 测量端钮间，使步进盘上的开关接触电阻变差影响排除在测量回路之外。由于第三、第四步进盘都有辅助盘，增加了第三、第四步进盘开关的层数，从而增 大了仪器的体积，也使开关及仪器结构变得复杂，特别是仪器检定过程中如果发现第三、第 四步进盘测量数据超差，要修正第三、第四步进盘开关的内层电阻是非常麻烦的。申请号 200820120442. 4比ZL200510062375. 1有进步，但这二种直流电位差计的电流流经第一步 进盘的代换盘电刷后，分成两路，经过各步进盘，汇合在第一步进盘的测量盘电刷；它带来 的问题是第二、三、四盘上电阻的阻值都是两个相同数字组成，阻值又小，没有标准电阻可 以比对；如使用过渡标准电阻，那么两只过渡标准电阻间的引线误差就难处理；因此该直 流电位差计第二、三、四盘的电阻阻值很难做准确。

实用新型内容本实用新型的目的是，当直流电位差计有四个步进盘时，测量开关步进切换的接 触电阻及变差，开关热电势不影响测量结果；并且第三、第四步进盘都不用辅助盘。使四个 步进盘上的电阻都被设计成阻值是10的整数次幂，可用标准电阻在电桥进行对比，这对仪 器制造带来方便。同时，它也有两个量程。本实用新型的技术方案是电流从3 6V稳压电源E正极经过节点A、B之间的四个步进盘上的电阻网络到 双刀双掷量程转换开关K1,经过调定电阻及可调电阻回到工作电源负极组成直流电位差计 的工作回路；从标准电池EN正极经过两个常闭触点间接有检流计G双刀双掷开关K2,到调 定电阻RN及可锁定的可调电阻，再到标准电池负极组成直流电位差计标准回路；其特征在 于电位差计的第一步进盘由各有10个10Ω电阻组成的第I测量盘与第I'代换盘，第I 测量盘的电刷与第Γ代换盘的电刷间通过导线连接，第二步进盘由各有10个10Ω电阻 组成的第II测量盘与第ΙΓ代换盘，第II测量盘的电刷与第ΙΓ代换盘的电刷间通过 51 Ω电阻R2连接，第三步进盘由各有10个10 Ω电阻组成的第III测量盘与第III'代换 盘，第III测量盘的电刷与第ΙΙΓ代换盘的电刷间通过110Ω电阻R3连接，第四步进盘由各有10个10Ω电阻组成的第IV测量盘与第IV'代换盘，第IV测量盘的电刷与第IV'代 换盘的电刷间通过导线连接；电流从3 6V稳压电源E正极到节点A后又分成两个支路 左边支路节点A经过0.2 Ω电阻R5连接第I'代换盘第10触点，第I测量盘第0触点通过 14. 1 Ω电阻R4后连接节点B;右边支路节点A通过810 Ω电阻队后连接第ΙΓ代换盘第0 触点，第ΙΓ代换盘第10触点连接第ΙΙΓ代换盘第0触点，第III'代换盘第10触点连 接第IV'代换盘第0触点，第IV测量盘第10触点连接第III测量盘第0触点，第III测量 盘第10触点连接第II测量盘第0触点，第II测量盘第10触点连接节点B ；节点B连接双 刀双掷量程转换开关K1的IV2层的常闭触点，IV2层的X 1量程触点连接90. 9 Ω的调定电 阻RN1,再经过0 0. 2 Ω可锁定的可调电阻RP3，与标准电池EN负极连接，K1^2层的Χ0. 1 量程触点连接909Ω的调定电阻RN2,再经过0 1.4 Ω可锁定的可调电阻Rp5，与标准电池 EN负极连接，标准电池EN负极连接双刀双掷量程转换开关K1的Kh层的常闭触点，IV1层 的X 1量程触点连接0 180 Ω可调电阻Rpi及0 4. 7 Ω可调电阻Rp2后与稳压电源E负 极连接，可调电阻Rpi的另一端经过2000 Ω电阻艮与！^工层的Χ0. 1量程触点连接；直流 电位差计用于连接被测量“U/’的两个端钮，正极端钮连接第I测量盘第10触点，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K2后与第IV测量盘第0触点连接。通过以上技术方案，四个步进盘用于测量部分的测量盘是用导线连接的，接触电 阻及变差不在测量回路内，影响的只是直流电位差计工作回路总阻，由于总阻阻值很大，所 以变差可以忽略；由于省去了辅助盘，使仪器结构简单，测量盘与代换盘上的电阻都被设计 成10的整数次幂，这种电阻的示值误差可以在电桥上用标准电阻比对，可提高仪器测量盘 上的电阻精度，这对 仪器制造带来方便，并从而也提高了直流电位差计整机的测量准确性。 步进盘的开关触点间夹角是15°，开关一个圆周有24个触点勻布，每个步进盘的测量盘与 代换盘都是0 10十一个触点，每个步进盘里测量盘与代换盘共占22个触点，每个步进盘 里测量盘与代换盘需用二个定位钉把它们分开，二个定位钉占二个触点位置，因此，采用本 技术方案，四个步进盘的测量盘与代换盘上的触点及电阻都只要一层，这降低了步进盘的 高度，也就减小了仪器的体积。

图1是本实用新型的一种原理电路。在图1中，IOX 10 Ω表示由10只10 Ω的电阻组成，10X1 Ω表示由10只1Ω的
电阻组成。
具体实施方式
在图1中，四只步进盘都由数量及阻值相同的测量盘与代换盘组成，每只步进盘 里测量盘增加电阻，代换盘减少同样阻值的电阻，反之也一样，所以，不管步进盘置何种示 值，节点A、B间左边及右边电阻值不变。电流在第III'代换盘电刷接触的触点与第III测量盘电刷接触的触点间分成 二路，一路经过电阻R3，另一路经过第四步进盘，二路电阻都是110 Ω，上面电流也相同，第 III'代换盘电刷接触的触点与第III测量盘电刷接触的触点之间的阻值是55 Ω。电流在第II'代换盘电刷接触的触点与第II测量盘电刷接触的触点间分成二路，一路经过51 Ω电阻R2,另一路经过第三及第四步进盘，经过第三及第四步进盘的电阻 是100 Ω+100 Ω+55 Ω = 255 Ω，它是51 Ω电阻R2的5倍，当电阻R2上的电流是ImA时，则 第三及第四步进盘上的电流各为0. ImA;第II'代换盘电刷接触的触点与第II测量盘电刷 接触的触点间电阻是42. 5Ω。节点Α、Β间的左边电阻值等于0. 2 Ω+100 Ω+14. 1 Ω = 114. 3 Ω，节点Α、Β间的右 边电阻值等于810 Ω+100 Ω+42. 5 Ω = 952. 5Ω，当节点A、B间的右边电流为1. 2mA时，节 点A、B间电压降为1143mv，那么节点A、B间的左边电流为10mA。右边电流流到与第II' 代换盘电刷接触的触点后分成两个支路，一路经过第三及第四步进盘流到与第II测量盘 电刷接触的触点，另一路经过第ΙΓ代换盘电刷、51 Ω电阻R2到与第II测量盘电刷接触 的触点，经过第三及第四步进盘的电阻阻值是经过51 Ω电阻R2的5倍，所以，电阻R2上的 电流是1mA，经过第三及第四步进盘的总电流是0. 2mA，经过第三步进盘的电阻值和经过第 四步进盘的电阻值相等，所以这两个支路电流都是0. 1mA。在X 1量程，标准化时工作电流变为11. 2mA ；当工作电流标准化后，第I测量盘置 Ii1，第II测量盘置Ii2，第III测量盘置Ii3，第IV测量盘置ri4，开关K2掷向左边，这时位于测 量的两个端钮间电压为Ux = 10X lOrii+lOX 14. 1—1. 2X 10X (10_η2)_0· 2X 10X (η2+10_η3)_0· 1Χ10Χη3-0. IXlX (10-η4) (mv)= 100n1+141-120+12n2-2n2-20+2n3-n3-l+0. In4 (mv)= lOOrii+lO^+ng+O. In4 (mv)以上是X 1量程时四个步进盘的示值，在X0. 1量程时，电路中串入了 2000Ω电阻Ra，与标准电池RN对应的调定电阻RN 为909 Ω，可调电阻&5为0 1.4 Ω，标准化时工作电流变为1. 12mA ；这时四个步进盘的示 值表达为Ux = ΙΟη^η^Ο. ln3+0. Oln4 (mv)直流电位差计的标准工作电流是这样确定的，在“Ux”两端的两个测量端钮按极性 接上IV标准电压信号，量程转换开关K1置在“ X 1，，量程，开关K2掷向左边，步进盘总示值 与标准电压值相同，通过调节稳压电源E的输出电压，并调节电阻Rp1及Rp2,使检流计指零， 再将开关K2掷向右边，取样用调定电阻RN的阻值是90. 9 Ω，串联了 0 0. 2 Ω可调电阻 RP3，调节可调电阻RP3，使检流计再次指零，再将开关K2掷向左边，调节可调电阻RP2，使检流 计指零，又将开关K2掷向右边，调节可调电阻RP3，使检流计指零，当开关K2掷向左边及掷向 右边不作调节检流计均指零时，说明直流电位差计的工作电流就标准化，即调定电阻上的 压降与不饱和标准电池EN的电动势已经相等，这时将可调电阻Rp3锁定，这台直流电位差计 在“XI”量程今后就以此为标准。量程转换开关K1置在“ Χ0. 1”量程，在“Ux ”两端的两个 测量端钮按极性接上IOOmV标准电压信号，开关K2掷向左边，步进盘总示值与标准电压值 相同，通过调节稳压电源E的输出电压，并调节电阻Rpi及RP2，使检流计指零，再将开关K2掷 向右边，取样用调定电阻RN的阻值是909 Ω，串联了 0 1. 4 Ω可调电阻RP5，调节可调电阻 Rp5,使检流计再次指零，再将开关K2掷向左边，调节可调电阻Rp2，使检流计指零，又将开关 K2掷向右边，调节可调电阻Rp5，使检流计指零，当开关K2掷向左边及掷向右边不作调节检流 计均指零时，说明直流电位差计的工作电流就标准化，即调定电阻上的压降与不饱和标准电池EN的电动势已经相等，这时将可调电阻Rp5锁定，这台直流电位差计在“ XO. 1”量程今 后就以此为标准。 外接工作电源采用富阳精密仪器厂生产的YJ49a型高稳定性稳压电源，它分0 3V、3 6V、6 9V三段，每段连续可调，本仪器采用3 6V连续可调的一段；为了调节方 便，用调节范围为0 180 Ω的可调电阻Rpi进行粗调，调节范围为0 4. 7 Ω的可调电阻 Rp2进行微调。
权利要求一种有四个测量盘的直流电位差计，电流从外接3～6V稳压电源E正极经过节点A、B之间的四个步进盘上的电阻网络到双刀双掷量程转换开关K1，经过调定电阻及可调电阻回到工作电源负极组成直流电位差计的工作回路；从标准电池EN正极经过两个常闭触点间接有检流计G双刀双掷开关K2，到调定电阻RN及可锁定的可调电阻，再到标准电池负极组成直流电位差计标准回路；其特征在于电位差计的第一步进盘由各有10个10Ω电阻组成的第I测量盘与第I′代换盘，第I测量盘的电刷与第I′代换盘的电刷间通过导线连接，第二步进盘由各有10个10Ω电阻组成的第II测量盘与第II′代换盘，第II测量盘的电刷与第II′代换盘的电刷间通过51Ω电阻R2连接，第三步进盘由各有10个10Ω电阻组成的第III测量盘与第III′代换盘，第III测量盘的电刷与第III′代换盘的电刷间通过110Ω电阻R3连接，第四步进盘由各有10个10Ω电阻组成的第IV测量盘与第IV′代换盘，第IV测量盘的电刷与第IV′代换盘的电刷间通过导线连接；电流从外接3～6V稳压电源E正极到节点A后又分成两个支路左边支路节点A经过0.2Ω电阻R5连接第I′代换盘第10触点，第I测量盘第0触点通过14.1Ω电阻R4后连接节点B；右边支路节点A通过810Ω电阻R1后连接第II′代换盘第0触点，第II′代换盘第10触点连接第III′代换盘第0触点，第III′代换盘第10触点连接第IV′代换盘第0触点，第IV测量盘第10触点连接第III测量盘第0触点，第III测量盘第10触点连接第II测量盘第0触点，第II测量盘第10触点连接节点B；节点B连接双刀双掷量程转换开关K1的K1-2层的常闭触点，K1-2层的×1量程触点连接90.9Ω的调定电阻RN1，再经过0～0.2Ω可锁定的可调电阻RP3，与标准电池EN负极连接，K1-2层的×0.1量程触点连接909Ω的调定电阻RN2，再经过0～1.4Ω可锁定的可调电阻RP5，与标准电池EN负极连接，标准电池EN负极连接双刀双掷量程转换开关K1的K1-1层的常闭触点，K1-1层的×1量程触点连接0～180Ω可调电阻RP1及0～4.7Ω可调电阻RP2后与稳压电源E负极连接，可调电阻RP1的另一端经过2000Ω电阻Ra与K1-1层的×0.1量程触点连接；直流电位差计用于连接被测量“UX”的两个端钮，正极端钮连接第I测量盘第10触点，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K2后与第IV测量盘第0触点连接。
专利摘要一种用于测量电压的有四个测量盘的直流电位差计，它的四个步进盘都由测量盘与代换盘组成，测量盘与代换盘上的电阻阻值都是10的整数次幂，这些电阻可以用标准电阻在电桥进行对比，这就提高了电阻制造的精度，从而也提高了直流电位差计整机的测量准确性；四个测量盘间用导线直接连接，不通过开关切换，使直流电位差计测量时不存在开关接触电阻变差影响；通过改变工作电流的大小获得二个量程。
文档编号G01R17/20GK201569689SQ200920295628
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者方宁妹, 程军 申请人:方宁妹