CN103531319B - 一种组合标准电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的组合标准电阻器，通过生产制作时的一次接线，使第一电流端及第二电流端保持不变，在使用时，只需通过对所述开关的控制，改变第一电位端与所述电阻之间的连接方式，即可以所述电阻之间不同的串并联形式实现不同的等效电阻值，而不需再对所述组合标准电阻器进行其他串并联连接即可实现所需步进、单值及组合电阻值，解决了现有技术中需要进一步操作才能实现步进、单值及组合电阻值的问题。

Description

一种组合标准电阻器

技术领域

本发明涉及组合标准电阻器技术领域，尤其涉及一种组合标准电阻器。

背景技术

直流标准电阻器是电学测量基准或标准之一，由标准的电阻值可以导出测量电流、电压等其他电学参量。标准电阻通常以10的n次方的单值形式表示，例如国内经典BZ3型，一套九只，额定值分别为：10^-3Ω、10^-2Ω、10^-1Ω、1Ω、10Ω、10²Ω、10³Ω、10⁴Ω及10⁵Ω九种单值，准确度等级0.01级。

其中每只的原理图如图1所示，在电阻R的第一电流端C1及第二电流端C2接入电流回路，输入电流I，则在电阻R的第一电位端P1及第二电位端P2端产生电压U。欲精确测量电流I、电压U所确定的电阻R是指节点n1和节点n2之间的值，或者说高准确度的欧姆定义值应该是四端钮的。

但是现有技术中的四端钮标准电阻器能够实现的电阻值仅限于10的n次方的单值形式，未能实现上述九种单值两两之间的步进、单值及组合电阻值；如有对步进、单值及组合电阻值的使用需要，还需另外进行串联或并联，再行使用，较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种组合标准电阻器，以解决现有技术中需要进一步操作才能实现步进、单值及组合电阻值的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种组合标准电阻器，包括：

串联连接的多个电阻；

与所述串联连接的多个电阻并联的另一电阻；所述另一电阻的两端分别为所述组合标准电阻器的第一电流端及第二电流端；

分别连接于所述多个电阻两两之间及所述另一电阻两端的多个开关；所述开关的个数与全部电阻的个数相同；且所述多个开关的第一输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第一电位端；所述多个开关的第二输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第二电位端。

优选的，所述多个开关均为单刀双掷开关，所述某一开关的另一输出端与所述组合标准电阻器的第一电位端相连，所述其他开关的另一输出端均与所述组合标准电阻器的第二电位端相连。

优选的，当所述开关均为继电器时，所述组合标准电阻器还包括：

键盘，用于接收控制信息，生成并输出开关控制信号；所述键盘包括LED显示电路及LED指示灯；

与所述开关、键盘及其LED显示电路、LED指示灯相连的单片机，用于接收并输出所述开关控制信号至所述开关，生成并输出按键指示信号至所述LED显示电路，使所述LED显示电路控制所述LED指示灯的亮灭；所述单片机生成并输出阻值显示信息；

与所述单片机相连的液晶显示屏，用于接收所述阻值显示信息，并进行显示；

分别与所述键盘、单片机、开关及液晶显示屏相连的电源电路，用于为所述键盘、单片机、开关及液晶显示屏供电。

优选的，还包括：

上位机，用于显示虚拟键盘，接收虚拟形式的控制信息，生成并输出虚拟形式的开关控制信号；

分别与所述电源电路、上位机和单片机相连的转换电路，用于将所述虚拟形式的开关控制信号转换为所述开关控制信号，并输出至所述单片机。

优选的，所述上位机还用于写入标准电阻单值修正值；所述单片机还用于接收并转发所述标准电阻单值修正值；所述液晶显示屏还用于接收所述单片机输出的所述标准电阻单值修正值并进行显示。

优选的，所述上位机还用于写入单片机程序更新升级；所述单片机还用于接收所述单片机程序更新升级，并进行程序更新升级。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的组合标准电阻器，通过生产制作时的一次接线，使所述第一电流端及所述第二电流端保持不变，在使用时，只需通过对位于不同位置的所述开关的控制，改变所述第一电位端与所述电阻之间的连接方式，即可以所述电阻之间不同的串并联形式实现不同的等效电阻值，而不需再对所述组合标准电阻器进行其他串并联连接即可实现所需步进、单值及组合电阻值，解决了现有技术中需要进一步操作才能实现步进、单值及组合电阻值的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术标准电阻器电路图；

图2为本发明实施例公开的组合标准电阻器电路图；

图3为本发明另一实施例公开的组合标准电阻器电路图；

图4为本发明另一实施例公开的组合标准电阻器电路图；

图5为本发明另一实施例公开的组合标准电阻器电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种组合标准电阻器，以解决现有技术中需要进一步操作才能实现步进、单值及组合电阻值的问题。

具体的，如图2所示，包括：

串联连接的多个电阻；

与所述串联连接的多个电阻并联的另一电阻；所述另一电阻的两端分别为所述组合标准电阻器的第一电流端C1及第二电流端C2；

分别连接于所述多个电阻两两之间及所述另一电阻两端的多个开关；所述开关的个数与全部电阻的个数相同；且所述多个开关的第一输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第一电位端P1；所述多个开关的第二输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第二电位端P2。

在具体的使用中，所述多个电阻的个数及阻值不做具体的限定，根据实际的需要而定，选用的阻值不同则实现的步进、单值及组合电阻值及其数量也不同。

以下将以10个阻值为1Ω的电阻串联连接，再与一个阻值为0.01001Ω的电阻并联连接为例进行说明，如图3所示：

第一电阻R1的一端与第一开关K1的输入端相连；

第一电阻R1与第二电阻R2的连接点与第二开关K2的输入端相连；

第二电阻R2与第三电阻R3的连接点与第三开关K3的输入端相连；

第三电阻R3与第四电阻R4的连接点与第四开关K4的输入端相连；

第四电阻R4与第五电阻R5的连接点与第五开关K5的输入端相连；

第五电阻R5与第六电阻R6的连接点与第六开关K6的输入端相连；

第六电阻R6与第七电阻R7的连接点与第七开关K7的输入端相连；

第七电阻R7与第八电阻R8的连接点与第八开关K8的输入端相连；

第八电阻R8与第九电阻R9的连接点与第九开关K9的输入端相连；

第九电阻R9与第十电阻R10的连接点与第十开关K10的输入端相连；

第十电阻R10的另一端与第十一开关K11的输入端相连；

第十一电阻R11与第一电阻R1的连接点为所述组合标准电阻器的第一电流端C1，第十一电阻R11与第二电阻R2的连接点为所述组合标准电阻器的第二电流端C2；

第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6、第七开关K7、第八开关K8、第九开关K9、第十开关K10及第十一开关K11的第一输出端相连，连接点为所述组合标准电阻器的第一电位端P1；第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6、第七开关K7、第八开关K8、第九开关K9、第十开关K10及第十一开关K11的第二输出端相连，连接点为所述组合标准电阻器的第二电位端P2。

具体的工作原理为：

将第一电流端C1与第二电流端C2接入电流回路，从第一电流端C1输入电流I，则在第一电位端P1及第二电位端P2之间产生电压U。

当第十开关K10第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.001Ω；当第九开关K9第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.002Ω；当第八开关K8第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.003Ω；当第七开关K7第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.004Ω；当第六开关K6第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.005Ω；当第五开关K5第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.006Ω；当第四开关K4第一输出端与第十一开关K1第二输出端1导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.007Ω；当第三开关K3第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.008Ω；当第二开关K2第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.009Ω；当第一开关K1第一输出端与第十一开关K11第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值为0.01Ω；由此可以实现0.001Ω到0.01Ω之间10个不同的步进电阻值。

当上述每个第一输出端导通的开关均改为第二输出端导通，上述每个第二输出端导通的开关均改为第一输出端导通，则所述组合标准电阻器可以实现-0.001Ω到-0.01Ω之间10个不同的步进负电阻值。

当第一开关K1至第十开关K10中任意一个开关的第一输出端及此开关下一顺序开关的第二输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值均为0.001Ω；由此可以实现10个0.001Ω的单值电阻值。

当第二开关K2至第十一开关K11中任意一个开关的第二输出端及此开关上一顺序开关的第一输出端导通时，所述组合标准电阻器的等效电阻阻值均为-0.001Ω；由此可以实现10个-0.001Ω的单值负电阻值。

同时，由不同的开关导通形式可以实现0.001Ω到0.01Ω之间任意组合电阻值；比如第五开关K5的第一输出端导通，第七开关K7的第二输出端导通，所述组合标准电阻器实现的等效电阻阻值为0.002Ω；如第五开关K5的第二输出端导通，第七开关K7的第一输出端导通，所述组合标准电阻器实现的等效电阻阻值为-0.002Ω。

本实施例公开的组合标准电阻器，第一电流端C1及第二电流端C2保持不变，在使用时，只需通过对所述开关的控制，改变第一电位端P1与各个电阻之间的连接方式，即可以电阻之间不同的串并联形式实现不同的等效电阻值，而不需再对所述组合标准电阻器进行其他串并联连接即可实现所需的步进、单值及组合电阻值，解决了现有技术中需要进一步操作才能实现步进、单值及组合电阻值的问题。

本发明另一实施例还提供了一种组合标准电阻器，如图4所示，包括：

串联连接的多个电阻；

与所述串联连接的多个电阻并联的另一电阻；所述另一电阻的两端分别为所述组合标准电阻器的第一电流端及第二电流端；

分别连接于所述多个电阻两两之间及所述另一电阻两端的多个开关；所述开关的个数与所述电阻的个数相同；且所述多个开关的第一输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第一电位端；所述多个开关的第二输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第二电位端；

当所述开关均为继电器时，所述组合标准电阻器还包括：

键盘101，所述键盘包括LED显示电路1011及LED指示灯1012；

与所述开关、键盘101及其LED显示电路1011、LED指示灯1012相连的单片机102；

与单片机102相连的液晶显示屏103；

分别与键盘101、单片机102、所述开关及液晶显示屏103相连的电源电路104。

具体的工作原理为：

当所述开关均为继电器时，通过电源电路104为键盘101、单片机102、所述开关及液晶显示屏103供电；通过键盘101接收控制信息，生成并输出开关控制信号；单片机102接收并输出所述开关控制信号至所述开关，以此来实现对所述开关的控制，进而实现不同的步进、单值及组合电阻值；单片机102还生成并输出按键指示信号至LED显示电路1011，使LED显示电路1011控制LED指示灯1012的亮灭，单片机102还生成并输出阻值显示信息至液晶显示屏103，液晶显示屏103接收所述阻值显示信息，并进行显示。

在具体的实际生产中，电源电路104为键盘101、单片机102、所述开关及液晶显示屏103供电的电压并不作具体限定，本实施例中电源电路104为键盘101及单片机102的供电电压可以为直流3V，电源电路104为液晶显示屏103的供电电压可以为直流5V，电源电路104为所述开关的供电电压可以为直流12V。

在实际生产中，所述键盘可以包括两套相同的按键，分别对于所述组合标准电阻器两个电位端的连接方式进行控制，方便以不同的形式实现各种电阻值。

本实施例内其他元器件的连接方式及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

本发明另一实施例还提供了一种组合标准电阻器，如图5所示，包括：

串联连接的多个电阻；

与所述串联连接的多个电阻并联的另一电阻；所述另一电阻的两端分别为所述组合标准电阻器的第一电流端及第二电流端；

分别连接于所述多个电阻两两之间及所述另一电阻两端的多个开关；所述开关的个数与所述电阻的个数相同；且所述多个开关的第一输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第一电位端；所述多个开关的第二输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第二电位端；

当所述开关均为继电器时，所述组合标准电阻器还包括：

键盘101，所述键盘包括LED显示电路1011及LED指示灯1012；

与所述开关、键盘101及其LED显示电路1011相连的单片机102；

与单片机102相连的液晶显示屏103；

分别与键盘101、单片机102、所述开关及液晶显示屏103相连的电源电路104；

上位机105；

分别与电源电路104、上位机105及单片机102相连的转换电路106。

上位机105显示虚拟键盘，接收虚拟形式的控制信息，生成并输出虚拟形式的开关控制信号；转换电路106将所述虚拟形式的开关控制信号转换为所述开关控制信号，并输出至单片机102；

本实施例公开的组合标准电阻器不仅能够通过键盘101实现对所述开关的控制，进而实现不同的步进、单值及组合电阻值；而且还能够通过上位机105与转换电路106实现对所述开关的控制，进而实现不同的步进、单值及组合电阻值。

在具体的实际生产中，电源电路104为转换电路106供电的电压并不作具体限定，本实施例中电源电路104为转换电路106的供电电压可以为直流5V。

本实施例内其他元器件的连接方式及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

优选的，本发明另一实施例提供了另外一种组合标准电阻器，所述上位机还用于写入标准电阻单值修正值；所述单片机还用于接收并转发所述标准电阻单值修正值；所述液晶显示屏还用于接收所述单片机输出的所述标准电阻单值修正值并进行显示。

在具体的实际应用中，还可以通过增加上述功能，使用修正值提高测量准确度。

本实施例内其他元器件的连接方式及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

优选的，本发明另一实施例提供了另外一种组合标准电阻器，所述上位机还用于写入单片机程序更新升级；所述单片机还用于接收所述单片机程序更新升级，并进行程序更新升级。

在具体的实际应用中，可以通过对所述单片机的程序更新升级，实现更多的其他功能，便于所述组合标准电阻器的发展和使用。

本实施例内其他元器件的连接方式及具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种组合标准电阻器，其特征在于，包括：

串联连接的多个电阻；

与所述串联连接的多个电阻并联的另一电阻；所述另一电阻的两端分别为所述组合标准电阻器的第一电流端及第二电流端；

分别连接于所述多个电阻两两之间及所述另一电阻两端的多个开关；所述开关的个数与全部电阻的个数相同；且所述多个开关的第一输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第一电位端；所述多个开关的第二输出端相连，连接点作为所述组合标准电阻器的第二电位端。

2.根据权利要求1所述的组合标准电阻器，其特征在于，当所述开关均为继电器时，所述组合标准电阻器还包括：

键盘，用于接收控制信息，生成并输出开关控制信号；所述键盘包括LED显示电路及LED指示灯；

与所述开关、键盘及其LED显示电路、LED指示灯相连的单片机，用于接收并输出所述开关控制信号至所述开关，生成并输出按键指示信号至所述LED显示电路，使所述LED显示电路控制所述LED指示灯的亮灭；所述单片机生成并输出阻值显示信息；

与所述单片机相连的液晶显示屏，用于接收所述阻值显示信息，并进行显示；

分别与所述键盘、单片机、开关及液晶显示屏相连的电源电路，用于为所述键盘、单片机、开关及液晶显示屏供电。

3.根据权利要求2所述的组合标准电阻器，其特征在于，还包括：

上位机，用于显示虚拟键盘，接收虚拟形式的控制信息，生成并输出虚拟形式的开关控制信号；

分别与所述电源电路、上位机和单片机相连的转换电路，用于将所述虚拟形式的开关控制信号转换为所述开关控制信号，并输出至所述单片机。

4.根据权利要求3所述的组合标准电阻器，其特征在于，所述上位机还用于写入标准电阻单值修正值；所述单片机还用于接收并转发所述标准电阻单值修正值；所述液晶显示屏还用于接收所述单片机输出的所述标准电阻单值修正值并进行显示。

5.根据权利要求3所述的组合标准电阻器，其特征在于，所述上位机还用于写入单片机程序更新升级；所述单片机还用于接收所述单片机程序更新升级，并进行程序更新升级。