CN104215811B - 单臂电桥与电位差计两用仪 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量电阻、电压的单臂电桥与电位差计两用仪，它由五只测量盘构成，通过开关切换可以在电位差计与单臂电桥两者之间转换，做到一机两用。

Description

单臂电桥与电位差计两用仪
技术领域
本发明涉及对电压、电阻进行测量的仪器。
背景技术
电位差计与单臂电桥都是用线绕电阻作为仪器主要元件，有些型号的电位差计测量盘与单臂电桥比较臂几乎一样，但电位差计不能直接测量电阻，单臂电桥不能测量电压。
发明内容
本发明的目的，是设计一种单臂电桥与电位差计两用仪，把电位差计的测量盘作为单臂电桥的比较臂，实现一机两用。
本发明的技术方案这样采取：电位差计的工作电源采用外接YJ49型可调高稳定电源B，可调高稳定电源B输出电压调节在2.3～2.4V之间；单臂电桥与电位差计两用仪有五个步进盘，第一步进盘是有0、1、2、……22共23个档位的测量盘I，测量盘I上每两个相邻触点间焊接1000Ω电阻一只，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II′组成，测量盘II与代换盘II′上每两个相邻触点间焊接阻值是100Ω的电阻一只，第三步进盘由有0、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III′组成，测量盘III与代换盘III′每两个相邻触点间焊接阻值是10Ω的电阻一只，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，测量盘IV与代换盘IV"每两个相邻触点间焊接阻值是1Ω的电阻一只，第五步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘V组成，测量盘V每两个相邻触点间焊接阻值是0.1Ω的电阻一只，可调高稳定电源B正极经过调节范围在0～1000Ω之间的可调电阻RP后连接代换盘II′的第“10”触点，代换盘II′金属接触环连接代换盘III′的第“10”触点，代换盘III′金属接触环连接代换盘IV′的第“10”触点，代换盘IV′的金属接触环连接测量盘V的第“10”触点，测量盘V的第“0”触点连接测量盘IV的金属接触环，测量盘IV的第“0”触点连接测量盘III的金属接触环，测量盘III的第“0”触点连接测量盘II的金属接触环，测量盘II的第“0”触点连接测量盘I的第“0”触点，测量盘I的第“22”触点连接可调高稳定电源B负极，用于连接被测量电压“UX”的两个测量端钮，负极端钮与测量盘I的金属接触环连接，正极端钮经过开关K1的触点“1”及开关K1的常闭触点与检流计G1连接后再连接测量盘V的金属接触环；其特征在于开关K1置触点“2”时连接了单臂电桥比例转换开关K2的常闭触点，单臂电桥比例转换开关K2的×1000倍率触点，经过10Ω的电阻连接节点C，经过10KΩ的电阻连接节点D，单臂电桥比例转换开关K2的×100倍率触点，经过100Ω的电阻连接节点C，经过10KΩ的电阻连接节点D，单臂电桥比例转换开关K2的×10倍率触点，经过1KΩ的电阻连接节点C，经过10KΩ的电阻连接节点D，单臂电桥比例转换开关K2的×10-3倍率触点，经过10KΩ的电阻连接节点C，经过10Ω的电阻连接节点D，单臂电桥比例转换开关K2的×1倍率触点，经过1KΩ的电阻连接节点C，经过818.182Ω的电阻连接单臂电桥比例转换开关K2的×0.1倍率触点，再经过162.0164Ω的电阻连接单臂电桥比例转换开关K2的×10-2倍率触点，再经过19.802Ω的电阻连接节点D，单臂电桥外接电源E左边端钮经过节点C与第一步进盘的金属接触环连接，单臂电桥外接电源E右边端钮经过节点D与外接被测量电阻“RX”的下面端钮连接，外接被测量电阻“RX”的上面端钮连接测量盘V的金属接触环。
通过以上技术方案，电位差计的五个测量盘可以作为单臂电桥比较臂使用，这就实现了一机两用。
附图说明
图1是本单臂电桥与电位差计两用仪整机电路图。在图1中，第一步进盘测量盘I上的22×1000Ω，表示测量盘I上有22只阻值是1000Ω的电阻串联，第二步进盘测量盘II与代换盘II′上的10×100Ω，表示测量盘II与代换盘II′上都有10只阻值是100Ω的电阻串联，同理，10×10Ω表示10只阻值是10Ω的电阻串联，10×1Ω表示10只阻值是1Ω的电阻串联，10×0.1Ω表示10只阻值是0.1Ω的电阻串联；在图中，粗黑线条表示金属接触环，双向箭头表示电刷。
图2是本单臂电桥与电位差计两用仪的电位差计部分。
图3是本单臂电桥与电位差计两用仪的单臂电桥部分。图中，×1000倍率两比例臂交汇点是M，×100倍率两比例臂交汇点是N，×10倍率两比例臂交汇点是0，×1倍率两比例臂交汇点是A，×0.1倍率两比例臂交汇点是F，×10-2倍率两比例臂交汇点是H，×10-3倍率两比例臂交汇点是P。
在图中，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
在图1中，当开关K1置“1”触点时，虽然节点C与第一步进盘的金属接触环连接，由于开关K1的“2”触点断开，单臂电桥电源“E”及单臂电桥被测臂电阻“RX”没有连接，单臂电桥与电位差计两用仪就成为图2那样的电位差计电路。在图2中，第二、第三、第四步进盘里测量盘增加的电阻等于代换盘减少的电阻，因此，各个步进盘转动时，电位差计回路总阻不变，当测量盘I上22只1000Ω两端接上2.2V标准电压信号，通过调节可调电阻RP使检流计G2指零，电位差计工作电流就准确锁定为0.1mA，这时，把被测电压安极性接在“UX”的两个测量端钮间，调节各个测量盘，使检流计G2指零，各个测量盘的读数就是被测电压的值。
电位差计各个步进盘总阻为23111.0Ω，温度变动会引起电阻值变化，从而影响电位差计测量准确度，本电位差计测量盘I上22000Ω电阻无论随温度怎样变，它上面输入标准电压信号2.2伏总是准确的，电位差计22000Ω电阻可以看成不受温度影响，受温度影响的只有1111Ω，占总阻约5％，因此，本电位差计测量的准确度可以看成不受温度影响；电位差计步进盘上各个电阻制造出来总有误差，本电位差计22000Ω电阻可以看成没有误差，任意一只电阻的误差，对影响整机就很小，因此，本电位差计测量的准确度可以做得很高。
在图1中，当开关K1置“2”触点时，单臂电桥与电位差计两用仪就成为图3那样的单臂电桥电路；这时，作为电位差计使用所需的外接可调高稳定电源B，外接标准信号电压EN都没有接入，单臂电桥比较臂五个步进盘用RL表示，单臂电桥通过比例转换开关K2转换不同倍率：
在×1000倍率，RX/RL＝RDM/RCM＝10KΩ/10Ω＝1000，所以RX＝1000RL；
在×100倍率，RX/RL＝RDN/RCN＝10KΩ/100Ω＝100，所以RX＝100RL；
在×10倍率，RX/RL＝RDO/RCO＝10KΩ/1KΩ＝10，所以RX＝10RL；
在×1倍率，RX/RL＝RDA/RCA＝(19.802+162.0164+818.182)Ω/1KΩ＝1，所以RX＝RL；
在×0.1倍率，RX/RL＝RDF/ROF＝(19.802+162.0164)Ω/(1000+818.182)Ω＝0.1，所以RX＝0.1RL；
在×10-2倍率，RX/RL＝RDH/RCH＝19.802Ω/1980.195Ω＝0.01，所以RX＝0.01RL；
在×10-3倍率，RX/RL＝RDP/RCP＝10Ω/10KΩ＝0.001，所以RX＝0.001RL；
因此本仪器既能测量电压又能测量电阻，具有单臂电桥、电位差计两种功能。

Claims (1)

1.一种单臂电桥与电位差计两用仪，电位差计的工作电源采用外接YJ49型可调高稳定电源B，可调高稳定电源B输出电压调节在2.3～2.4V之间；单臂电桥与电位差计两用仪有五个步进盘，第一步进盘是有0、1、2、……22共23个档位的测量盘I，测量盘I上每两个相邻触点间焊接1000Ω电阻一只，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II′组成，测量盘II与代换盘II′上每两个相邻触点间焊接阻值是100Ω的电阻一只，第三步进盘由有0、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III′组成，测量盘III与代换盘III′每两个相邻触点间焊接阻值是10Ω的电阻一只，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，测量盘IV与代换盘IV″每两个相邻触点间焊接阻值是1Ω的电阻一只，第五步进盘由有0、1、2、……10共11个档位的测量盘V组成，测量盘V每两个相邻触点间焊接阻值是0.1Ω的电阻一只，可调高稳定电源B正极经过调节范围在0～1000Ω之间的可调电阻RP后连接代换盘II′的第“10”触点，代换盘II′金属接触环连接代换盘III′的第“10”触点，代换盘III′金属接触环连接代换盘IV′的第“10”触点，代换盘IV′的金属接触环连接测量盘V的第“10”触点，测量盘V的第“0”触点连接测量盘IV的金属接触环，测量盘IV的第“0”触点连接测量盘III的金属接触环，测量盘III的第“0”触点连接测量盘II的金属接触环，测量盘II的第“0”触点连接测量盘I的第“0”触点，测量盘I的第“22”触点连接可调高稳定电源B负极，用于连接被测量电压“UX”的两个测量端钮，负极端钮与测量盘I的金属接触环连接，正极端钮经过开关K1的触点“1”及开关K1的常闭触点与检流计G1连接后再连接测量盘V的金属接触环；其特征在于开关K1置触点“2”时连接了电桥比例转换开关K2的常闭触点，电桥比例转换开关K2的×1000倍率触点，经过10Ω的电阻连接节点C，经过10KΩ的电阻连接节点D，电桥比例转换开关K2的×100倍率触点，经过100Ω的电阻连接节点C，经过10KΩ的电阻连接节点D，电桥比例转换开关K2的×10倍率触点，经过1KΩ的电阻连接节点C，经过10KΩ的电阻连接节点D，电桥比例转换开关K2的×10-3倍率触点，经过10KΩ的电阻连接节点C，经过10Ω的电阻连接节点D，电桥比例转换开关K2的×1倍率触点，经过1KΩ的电阻连接节点C，经过818.182Ω的电阻连接电桥比例转换开关K2的×0.1倍率触点，再经过162.0164Ω的电阻连接电桥比例转换开关K2的×10-2倍率触点，再经过19.802Ω的电阻连接节点D，电桥外接电源E左边端钮经过节点C与第一步进盘的金属接触环连接，电桥外接电源E右边端钮经过节点D与外接被测量电阻“RX”的下面端钮连接，外接被测量电阻“RX”的上面端钮连接测量盘V的金属接触环。
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