CN104101762A - 直流电位差计 - Google Patents

直流电位差计 Download PDF

Info

Publication number
CN104101762A
CN104101762A CN201410363556.7A CN201410363556A CN104101762A CN 104101762 A CN104101762 A CN 104101762A CN 201410363556 A CN201410363556 A CN 201410363556A CN 104101762 A CN104101762 A CN 104101762A
Authority
CN
China
Prior art keywords
contact
step disc
dish
measurement
replacement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410363556.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104101762B (zh
Inventor
袁乐香
骆晓峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FUYANG XINGYUAN INSTRUMENTS BUSINESS DEPARTMENT
Original Assignee
FUYANG XINGYUAN INSTRUMENTS BUSINESS DEPARTMENT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FUYANG XINGYUAN INSTRUMENTS BUSINESS DEPARTMENT filed Critical FUYANG XINGYUAN INSTRUMENTS BUSINESS DEPARTMENT
Priority to CN201410363556.7A priority Critical patent/CN104101762B/zh
Publication of CN104101762A publication Critical patent/CN104101762A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104101762B publication Critical patent/CN104101762B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

一种用于直流电压测量有四个步进盘的直流电位差计，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。

Description

直流电位差计
技术领域
本发明涉及对直流电压进行测量的仪器。
背景技术
当前对于有四个步进盘的直流电位差计，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，并采用银一铜复合材料；申请号200810120441.X公开了有四个步进盘的直流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
本发明的目的是设计一种有四个步进盘的直流电位差计，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。
本发明的技术方案这样采取：从直流电位差计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0.2Ω电阻串联构成的可调电阻RP2、及调节范围在0～0.22Ω之间的可调电阻RP3、经过经过四个步进盘，到96.5Ω调定电阻RN，再经过0～0.1Ω可锁定滑动触点的可调电阻RP4回到直流电位差计11～12V外接工作电源E的负极端钮组成直流电位差计工作回路；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96.5Ω调定电阻RN和调节范围在0～0.1Ω之间可锁定滑动触点的可调电阻RP4，再经过200KΩ电阻R0到不饱和标准电池EN负极组成直流电位差计标准回路；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到负极端钮组成直流电位差计补偿回路；其特征在于第一步进盘由有0、1、2、……20共21个档位的测量盘I与由有0、1、2、……20共21个档位的代换盘I′组成，测量盘I与代换盘I′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I′的第“20”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与由有0、1、2、……10共11个档位的代换盘II′组成，第三步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘III与由有0、1、2、……10共11个档位的代换盘III′组成，第四步进盘由有0、1、2、……20共21个档位的测量盘IV与由有0、1、2、……20共21个档位的代换盘IV′组成，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I′对应触点连接，第二步进盘中测量盘II第“0”触点与第三步进盘中测量盘III第“0”触点连接第一步进盘测量盘I第“0”触点，第二步进盘中测量盘II第“1”触点与第三步进盘中测量盘III第“1”触点连接第一步进盘测量盘I第“2”触点，第二步进盘中测量盘II第“2”触点与第三步进盘中测量盘III第“2”触点连接第一步进盘测量盘I第“4”触点，第二步进盘中测量盘II第“3”触点与第三步进盘中测量盘III第“3”触点连接第一步进盘测量盘I第“6”触点，第二步进盘中测量盘II第“4”触点与第三步进盘中测量盘III第“4”触点连接第一步进盘测量盘I第“8”触点，第二步进盘中测量盘II第“5”触点与第三步进盘中测量盘III第“5”触点连接第一步进盘测量盘I第“10”触点，第二步进盘中测量盘II第“6”触点与第三步进盘中测量盘III第“6”触点连接第一步进盘测量盘I第“12”触点，第二步进盘中测量盘II第“7”触点与第三步进盘中测量盘III第“7”触点连接第一步进盘测量盘I第“14”触点，第二步进盘中测量盘II第“8”触点与第三步进盘中测量盘III第“8”触点连接第一步进盘测量盘I第“16”触点，第二步进盘中测量盘II第“9”触点与第三步进盘中测量盘III第“9”触点连接第一步进盘测量盘I第“18”触点，第二步进盘中测量盘II第“10”触点与第三步进盘中测量盘III第“10”触点连接第一步进盘测量盘I第“20”触点，第二步进盘中代换盘II′第“0”触点与第三步进盘中代换盘III′第“0”触点连接第一步进盘代换盘I′第“0”触点，第二步进盘中代换盘II′第“1”触点与第三步进盘中代换盘III′第“1”触点连接第一步进盘代换盘I′第“2”触点，第二步进盘中代换盘II′第“2”触点与第三步进盘中代换盘III′第“2”触点连接第一步进盘代换盘I′第“4”触点，第二步进盘中代换盘II′第“3”触点与第三步进盘中代换盘III′第“3”触点连接第一步进盘代换盘I′第“6”触点，第二步进盘中代换盘II′第“4”触点与第三步进盘中代换盘III′第“4”触点连接第一步进盘代换盘I′第“8”触点，第二步进盘中代换盘II′第“5”触点与第三步进盘中代换盘III′第“5”触点连接第一步进盘代换盘I′第“10”触点，第二步进盘中代换盘II′第“6”触点与第三步进盘中代换盘III′第“6”触点连接第一步进盘代换盘I′第“12”触点，第二步进盘中代换盘II′第“7”触点与第三步进盘中代换盘III′第“7”触点连接第一步进盘代换盘I′第“14”触点，第二步进盘中代换盘II′第“8”触点与第三步进盘中代换盘III′第“8”触点连接第一步进盘代换盘I′第“16”触点，第二步进盘中代换盘II′第“9”触点与第三步进盘中代换盘III′第“9”触点连接第一步进盘代换盘I′第“18”触点，第二步进盘中代换盘II′第“10”触点与第三步进盘中代换盘III′第“10”触点连接第一步进盘代换盘I′第“20”触点，第一步进盘测量盘I的金属接触环与代换盘I′的金属接触环间用999.8Ω的电阻R1连接，第二步进盘测量盘II的金属接触环与代换盘II′的金属接触环间用20KΩ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III′的金属接触环间用200KΩ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2000KΩ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RP3的低电位端，代换盘I′的第“20”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“20”触点连接。
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，也使直流电位差计结构简单，体积缩小，从而降低了生产成本；当直流电位差计四个测量盘置“0”时，直流电位差计的内部线路总电势是A点电位，一点电位为“0”，所以本直流电位差计的零电势很小，四个步进盘各个支路几个μV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。
附图说明
图1是本发明的一种原理电路。
在图1中，21×4Ω的可调电阻RP1，表示可调电阻RP1上有21只阻值是4Ω的电阻串联，同理，21×0.2Ω的可调电阻RP2，表示可调电阻RP2上有21只阻值是0.2Ω的电阻串联，第一步进盘测量盘I与代换盘I′上的20×0.01Ω，表示测量盘I与代换盘I′上都有20只阻值是0.01Ω的电阻串联，
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，双向箭头表示金属电刷。
具体实施方式
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。
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∶20∶200∶2000，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＝2000∶200∶20∶1。直流电位差计标准工作电流设计成10.555mA，则标准工作电流流过第一步进盘10mA，流过第二步进盘0.5mA，流过第三步进盘0.05mA，流过第四步进盘是0.005mA，这时第一步进盘每个步进是1×10-1mV，由于第二、第三步进盘每个步进是两个0.01Ω电阻，所以第二步进盘每个步进是1×10-2mV，第三步进盘每个步进是1×10-3mV，第四步进盘每个步进只有一个0.01Ω电阻，因此第四步进盘每个步进是0.5×10-4mV，第一步进盘在节点A、B之间的阻值是1000Ω，测量盘与代换盘的开关接触电阻变差一般小于2×10-4Ω，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。
当工作电流标准化后，第I测量盘掷n1，第II测量盘掷n2，第III测量盘掷n3，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：
UX＝10×0.01n1+0.5×0.02n2+0.05×0.02n3+0.005×0.01n4(mv)
UX＝0.1n1+0.01n2+0.001n3+0.00005n4(mv)
这里n1及n4都是有20个步进，第一步进盘及第四步进盘都采用两个相邻触点间夹角为15°的双层开关，与10个步进比较起来，第一步进盘扩大了一倍测量范围，第四步进盘，每个步进为半个刻度，把最小分辨率从0.1μV，提高到0.05μV。
直流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10.555mA是比较大的，采用甲电池是稳定不了的，本直流电位差计采用比较大的工作电流及0.01Ω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。
在标准回路中，为避免回路电流过大，采用200KΩ电阻R0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10.555mA，因此调定电阻RN取96.5Ω，外加0～0.1Ω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。
直流电位差计的标准工作电流是这样获得：把2mV标准信号电压按极性与直流电位差计“Ux”两个测量端钮连接，直流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RP1、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RP4，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。

Claims (1)

1.一种有四个测量盘的直流电位差计，从直流电位差计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0.2Ω电阻串联构成的可调电阻RP2、及调节范围在0～0.22Ω之间的可调电阻RP3、经过经过四个步进盘，到96.5Ω调定电阻RN，再经过0～0.1Ω可锁定滑动触点的可调电阻RP4回到直流电位差计11～12V外接工作电源E的负极端钮组成直流电位差计工作回路；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96.5Ω调定电阻RN和调节范围在0～0.1Ω之间可锁定滑动触点的可调电阻RP4，再经过200KΩ电阻R0到不饱和标准电池EN负极组成直流电位差计标准回路；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到负极端钮组成直流电位差计补偿回路；其特征在于第一步进盘由有0、1、2、……20共21个档位的测量盘I与由有0、1、2、……20共21个档位的代换盘I′组成，测量盘I与代换盘I′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I′的第“20”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与由有0、1、2、……10共11个档位的代换盘II′组成，第三步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘III与由有0、1、2、……10共11个档位的代换盘III′组成，第四步进盘由有0、1、2、……20共21个档位的测量盘IV与由有0、1、2、……20共21个档位的代换盘IV′组成，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I′对应触点连接，第二步进盘中测量盘II第“0”触点与第三步进盘中测量盘III第“0”触点连接第一步进盘测量盘I第“0”触点，第二步进盘中测量盘II第“1”触点与第三步进盘中测量盘III第“1”触点连接第一步进盘测量盘I第“2”触点，第二步进盘中测量盘II第“2”触点与第三步进盘中测量盘III第“2”触点连接第一步进盘测量盘I第“4”触点，第二步进盘中测量盘II第“3”触点与第三步进盘中测量盘III第“3”触点连接第一步进盘测量盘I第“6”触点，第二步进盘中测量盘II第“4”触点与第三步进盘中测量盘III第“4”触点连接第一步进盘测量盘I第“8”触点，第二步进盘中测量盘II第“5”触点与第三步进盘中测量盘III第“5”触点连接第一步进盘测量盘I第“10”触点，第二步进盘中测量盘II第“6”触点与第三步进盘中测量盘III第“6”触点连接第一步进盘测量盘I第“12”触点，第二步进盘中测量盘II第“7”触点与第三步进盘中测量盘III第“7”触点连接第一步进盘测量盘I第“14”触点，第二步进盘中测量盘II第“8”触点与第三步进盘中测量盘III第“8”触点连接第一步进盘测量盘I第“16”触点，第二步进盘中测量盘II第“9”触点与第三步进盘中测量盘III第“9”触点连接第一步进盘测量盘I第“18”触点，第二步进盘中测量盘II第“10”触点与第三步进盘中测量盘III第“10”触点连接第一步进盘测量盘I第“20”触点，第二步进盘中代换盘II′第“0”触点与第三步进盘中代换盘III′第“0”触点连接第一步进盘代换盘I′第“0”触点，第二步进盘中代换盘II′第“1”触点与第三步进盘中代换盘III′第“1”触点连接第一步进盘代换盘I′第“2”触点，第二步进盘中代换盘II′第“2”触点与第三步进盘中代换盘III′第“2”触点连接第一步进盘代换盘I′第“4”触点，第二步进盘中代换盘II′第“3”触点与第三步进盘中代换盘III′第“3”触点连接第一步进盘代换盘I′第“6”触点，第二步进盘中代换盘II′第“4”触点与第三步进盘中代换盘III′第“4”触点连接第一步进盘代换盘I′第“8”触点，第二步进盘中代换盘II′第“5”触点与第三步进盘中代换盘III′第“5”触点连接第一步进盘代换盘I′第“10”触点，第二步进盘中代换盘II′第“6”触点与第三步进盘中代换盘III′第“6”触点连接第一步进盘代换盘I′第“12”触点，第二步进盘中代换盘II′第“7”触点与第三步进盘中代换盘III′第“7”触点连接第一步进盘代换盘I′第“14”触点，第二步进盘中代换盘II′第“8”触点与第三步进盘中代换盘III′第“8”触点连接第一步进盘代换盘I′第“16”触点，第二步进盘中代换盘II′第“9”触点与第三步进盘中代换盘III′第“9”触点连接第一步进盘代换盘I′第“18”触点，第二步进盘中代换盘II′第“10”触点与第三步进盘中代换盘III′第“10”触点连接第一步进盘代换盘I′第“20”触点，第一步进盘测量盘I的金属接触环与代换盘I′的金属接触环间用999.8Ω的电阻R1连接，第二步进盘测量盘II的金属接触环与代换盘II′的金属接触环间用20KΩ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III′的金属接触环间用200KΩ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2000KΩ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RP3的低电位端，代换盘I′的第“20”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“20”触点连接。
CN201410363556.7A 2014-07-24 2014-07-24 直流电位差计 Expired - Fee Related CN104101762B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410363556.7A CN104101762B (zh) 2014-07-24 2014-07-24 直流电位差计

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410363556.7A CN104101762B (zh) 2014-07-24 2014-07-24 直流电位差计

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104101762A true CN104101762A (zh) 2014-10-15
CN104101762B CN104101762B (zh) 2016-10-05

Family

ID=51670078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410363556.7A Expired - Fee Related CN104101762B (zh) 2014-07-24 2014-07-24 直流电位差计

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104101762B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19738050A1 (de) * 1997-09-01 1999-03-04 Itt Mfg Enterprises Inc Schaltungsanordnung zum Erzeugen und Auswerten des Meßsignals eines Positionssensors
CN201569688U (zh) * 2009-12-30 2010-09-01 程军 有1μV分辨率的直流电位差计
CN201576040U (zh) * 2009-12-30 2010-09-08 方宁妹 电位差计
CN103777051A (zh) * 2011-12-30 2014-05-07 孙笑声 电压测量仪
CN204044221U (zh) * 2014-07-24 2014-12-24 袁乐香 直流电位差计

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19738050A1 (de) * 1997-09-01 1999-03-04 Itt Mfg Enterprises Inc Schaltungsanordnung zum Erzeugen und Auswerten des Meßsignals eines Positionssensors
CN201569688U (zh) * 2009-12-30 2010-09-01 程军 有1μV分辨率的直流电位差计
CN201576040U (zh) * 2009-12-30 2010-09-08 方宁妹 电位差计
CN103777051A (zh) * 2011-12-30 2014-05-07 孙笑声 电压测量仪
CN204044221U (zh) * 2014-07-24 2014-12-24 袁乐香 直流电位差计

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李德亨: "直流电位差计的三个回路", 《计量与测试技术》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104101762B (zh) 2016-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104101756A (zh) 有五个步进盘的电压测量仪
CN204008797U (zh) 有五个步进盘的电位差计
CN104101759A (zh) 有五个步进盘的电位差计
CN204044219U (zh) 电压测量仪器
CN204044221U (zh) 直流电位差计
CN204008800U (zh) 有五个步进盘的直流电位差计
CN202443049U (zh) 三量程电压测量仪器
CN100516891C (zh) 二量程直流电位差计
CN204065207U (zh) 有五个步进盘的电压测量仪
CN104101754A (zh) 微电势测量仪
CN105548649A (zh) 有六个步进盘的电位差计
CN204065208U (zh) 电位差计
CN202453403U (zh) 0.1μV分辨率的电压测量仪
CN104101761B (zh) 电位差计
CN104101755A (zh) 有五个步进盘的直流电位差计
CN204044225U (zh) 一种通过改变工作电流来增加量程的电压测量仪
CN204008798U (zh) 微小电压测量仪
CN204008796U (zh) 微电势测量仪
CN104101762A (zh) 直流电位差计
CN104101757A (zh) 有温度补偿盘的电压测量仪
CN103760398A (zh) 0.1μV分辨率的电压测量仪
CN204044220U (zh) 微小电压测量装置
CN103777049A (zh) 电压测量仪器
CN202443050U (zh) 二量程电压测量仪器
CN204065214U (zh) 有五个步进盘的电压测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161005

Termination date: 20210724