CN103513080A

CN103513080A - 一种精确产生低电压的低热电势分压箱

Info

Publication number: CN103513080A
Application number: CN201210210738.1A
Authority: CN
Inventors: 刘冲; 陈连启; 于利红; 徐迎春; 阚劲松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-01-15

Abstract

本发明提出了一种精确产生低电压的低热电势分压箱，其组成部分包括：分压箱外箱、分压箱内箱、保温层、印制电路板、精密电阻(包括1Ω、9Ω、90Ω、900Ω、9kΩ、90kΩ、900kΩ、9MΩ)、分压箱外箱输出端子(编号1～7)。其连接方式如图1，分压原理见图2。目前能够解决通信领域内纳伏表等低电压参数设备的校准提供了依据。

Description

一种精确产生低电压的低热电势分压箱

所属技术领域

本发明涉及一种精确产生低电压的低热电势分压箱，其应用主要在通信领域，其配合标准直流电压源能够提供1μV、10μV、100μV、1mV、10mV等直流电压信号，为纳伏表等低电压参数设备的校准提供了依据。

背景技术

电压是国际量值体系中的重要参量，其与人类科学技术的发展密不可分，同时也是电子测量技术和仪器的基本研究对象。当电压信号的量值小到一定程度，比如微伏时，对它们的准确测量就变得非常的复杂困难。然而在航空航天测控、半导体集成电路测试、新型纳米材料研究以及生命科学发展所需的分析测试等领域，又要求必须对这种微弱的信号进行精确捕捉和测量。正是这种需要，使得灵敏度高、分辨力强的精密直流低电压测量仪器应运而生并被大量使用。

目前分布在电子领域、航空航天测控领域使用的直流低电压设备多以纳伏表、静电计、源/测量单元、半导体精密分析仪等为主，并发挥着极其重要的作用。其电压量程下限已扩展到μV量级，分辨力达到nV量级，都已逼进其物理极限值。

如何对这些灵敏度高、分辨力强、接近物理极限值的精密直流低电压测量仪器进行参数校准是计量难题。在GJB/J 2656-1996《直流纳伏数字电压表检定规程》所规定的方法主要适用于直流数字电压表1V量程以下或与直流数字电压表配套使用的高灵敏度直流放大器的校准等，在规程中规定了3种检定方法，其中较为实用的一种是标准源法。为了得到误差小于被检纳伏表1/3以上的直流低电压标准源(1μV～10mV)，可以采用研制低热电势分压箱，标准电压源施加到低热电势分压箱，分压输出1μV～10mV量值，对精密直流低电压测量仪器进行校准。

低热电势分压箱的研制需要较高的工艺要求，影响低电平测量的诸多因素的不确定度分量很多，包括：环境因素、避免热电动势的连接方法、静电干扰和屏蔽、连接电缆、材料选取和测试夹具等。

发明内容

本发明内容涉及一种低热电势分压箱，包括：分压箱外箱、分压箱内箱、保温层、印制电路板、精密电阻、分压箱外箱输出端子1至7，其中，精密电阻的阻值分别为1Ω、9Ω、90Ω、900Ω、9kΩ、90kΩ、900kΩ、9MΩ；

所述低热电势分压箱的结构为：分压箱外箱输出端子位于分压箱外箱表面，分压箱内箱位于分压箱外箱内部，分压箱内箱与分压箱内箱之间是保温层，印制电路板固定于分压箱内箱内部，精密电阻通过紫铜螺母固定于印制电路板上，低热电势分压箱各部分共地连接；

所述低热电势分压箱的连接方式为：分压箱内箱分别连接分压箱外箱输出端子1和接地端；1Ω精密电阻一端连接分压箱外箱输出端子1，另外一端连接9Ω精密电阻一端；9Ω精密电阻与1Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子2，另外一端连接90Ω精密电阻一端；90Ω精密电阻与9Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子3，另外一端连接900Ω精密电阻一端；900Ω精密电阻与90Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子4，另外一端连接9k Ω精密电阻一端；9kΩ精密电阻与900Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子5，另外一端连接90k Ω精密电阻一端；90k Ω精密电阻与9KΩ精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子6，另外一端连接900kΩ精密电阻一端；900kΩ精密电阻一端连接90kΩ精密电阻，另外一端连接9MΩ精密电阻一端；9MΩ精密电阻一端连接900kΩ精密电阻，另外一端连接分压箱外箱输出端子7。

本发明内容阐述了一种产生精确低电压的方法，所述方法应用如权利要求1所述的低热电势分压箱，将标准电压源10V直流电压输出端子的正极连接低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子7，标准电压源10V直流电压输出端子的负极连接低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子1，低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子2输出1μV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子3输出10μV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子4输出100μV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子5输出1mV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子6输出10mV直流电压信号。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

附图1是本发明的校准连接示意图。

附图2是本发明中内部连接分压原理示意图。

具体实施方式

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：分压箱主要由一系列精密电阻组成，其阻值分别为：1Ω、9Ω、90Ω、900Ω、9kΩ、90kΩ、900kΩ、9MΩ，该系列精密电阻进行串联，组成分压器。标准电压源通过分压器，能够提供1μV、10μV、100μV、1mV、10mV等直流电压信号。

本发明提出了一种低热电势分压箱，其组成部分包括：分压箱外箱、分压箱内箱、保温层、印制电路板、精密电阻(包括1Ω、9Ω、90Ω、900Ω、9kΩ、90kΩ、900kΩ、9MΩ)、输出端子(编号1～7)。精密电阻通过低热电势电缆连接并固定于紫铜印制电路板上，印制电路板通过固定螺丝固定于分压箱内箱内部，分压箱内箱放于分压箱外箱内部中心，中间填充保温泡沫。分压箱内箱内部紫铜印制电路板直流电压分压输出端子、标准电压源输入端子、接地端子连接至分压机箱外相应端子上。

低热电势分压箱内部使用的精密电阻技术指标要求较高，技术指标均优于0.05％，温度系数优于50ppm。其内部连接方式为：1Ω、9Ω、90Ω、900Ω、9kΩ、90kΩ、900kΩ、9MΩ精密电阻顺次串联，1Ω空闲端子接低热电势分压箱接地端子，9MΩ空载一端接“+”端子，1Ω靠近“+”端子一端接“1μV”面板输出端子，9Ω靠近“+”端子一端接“10μV”面板输出端子，90Ω靠近“+”端子一端接“100μV”面板输出端子，900Ω靠近“+”端子一端接“1mV”面板输出端子，9kΩ靠近“+”端子一端接“10mV”面板输出端子。

精密电阻依次串联，组成分压网络，使用过程中，标准直流电压10V施加于9MΩ一端，分压比范围为：103∶1～106∶1。标准电压源输出10V标准直流电压，经过分压比之后，产生的直流电压信号范围为：1μV、10μV、100μV、1mV、10mV。

在附图中，精密电阻通过低热电势电缆连接并固定于紫铜印制电路板上，印制电路板通过紫铜螺丝固定于分压箱内箱，分压箱内箱放于分压箱外箱内部，中间填充保温泡沫。分压箱内箱内部紫铜印制电路板直流电压分压输出端子、标准电压源输入端子、接地端子连接至分压箱外箱相应端子上。

Claims

1.一种低热电势分压箱，包括：分压箱外箱、分压箱内箱、保温层、印制电路板、精密电阻、分压箱外箱输出端子1至7，其中，精密电阻的阻值分别为1Ω、9Ω、90Ω、900Ω、9kΩ、90kΩ、900kΩ、9MΩ；

所述低热电势分压箱的连接方式为：分压箱内箱分别连接分压箱外箱输出端子1和接地端；1Ω精密电阻一端连接分压箱外箱输出端子1，另外一端连接9Ω精密电阻一端；9Ω精密电阻与1Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子2，另外一端连接90Ω精密电阻一端；90Ω精密电阻与9Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子3，另外一端连接900Ω精密电阻一端；900Ω精密电阻与90Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子4，另外一端连接9kΩ精密电阻一端；9kΩ精密电阻与900Ω精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子5，另外一端连接90kΩ精密电阻一端；90kΩ精密电阻与9KΩ精密电阻相连接的一端连接分压箱外箱输出端子6，另外一端连接900kΩ精密电阻一端；900kΩ精密电阻一端连接90kΩ精密电阻，另外一端连接9MΩ精密电阻一端；9M Ω精密电阻一端连接900kΩ精密电阻，另外一端连接分压箱外箱输出端子7。

2.一种产生低电压的方法，所述方法应用如权利要求1所述的低热电势分压箱，将标准电压源10V直流电压输出端子的正极连接低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子7，标准电压源10V直流电压输出端子的负极连接低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子1，低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子2输出1μV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子3输出10μV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子4输出100μV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子5输出1mV直流电压信号；低热电势分压箱的分压箱外箱输出端子6输出10mV直流电压信号。