CN1818676B - 有五位读数单量程电位差计 - Google Patents

Abstract

一种用于直流电压测量的有五位读数单量程电位差计，它有20×2Ω、9×0.44Ω、10×0.044Ω三个测量盘和0～0.242Ω滑线盘组成，提供五位读数，所有测量用电阻，直接用导线连接，将测量步进开关的接触电阻及变差排除在测量结果之外。

Description

有五位读数单量程电位差计

技术领域

本发明涉及测量直流电压的仪器。

背景技术

当前生产的电位差计，当测量盘有三个以上时，两个测量端钮间存在开关接触电阻及变差，因此，即使工作电流小到0.1mA，开关的电刷及触点不仅采用银铜复合材料，接触面积也做得挺大，来减小测量开关步进切换时变差带来影响，这就使仪器体积变大，另外还存在开关的热电势与接触可变热电势影响。

发明内容

本发明要解决的问题是，当电位差计内用于测量部分有三个步进盘与一个双滑线盘时，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。

本发明的技术方案是这样的：它有工作电流调节电阻RP₁及RP₂，用于降低电源电压的固定电阻R₀，对标准时取样用调定电阻RN及测量步进开关上的电阻串联在电位差计工作回路中，调定电阻上的电压降与电位差计内附标准相等时，电位差计工作电流等于5mA；第一步进盘由各有20×2Ω的第I测量盘与第I′代换盘组成，第二步进盘由第0点与第1点之间无电阻，这两个触点断开，其余触点由电阻连接的9×0.44Ω的第II测量盘，有10×0.44Ω第II′代换盘及不焊有电阻、第0点独立、其余触点连接的第II”辅助盘组成，第三步进盘由同为10×0.044Ω电阻组成的第III测量盘和第III′代换盘及有10×0.022Ω电阻的第III”辅助盘组成，第四盘为双滑线盘，两根滑线电阻丝阻值相同：始端为0Ω、末端为0.242Ω，其中一根为第IV测量盘滑线，另一根为第IV′代换盘滑线，双滑线盘的刻度盘标有0～10十一个示值的10大格，每大格有10小格，“0”示值到滑线盘始端“-1”之间的10小格，刻度盘标有5小格，另5小格的电阻在双滑线盘内部，每大格对应的电阻值为0.022Ω，除第一步进盘外，其余各盘自己盘上的测量盘的电刷与代换盘的电刷连接；第I′代换盘第20点连接第III”辅助盘第10点，第III”辅助盘第0点连接第II”辅助盘第0点，第III”辅助盘电刷与第II”辅助盘除第0点外其余触点连接，第II”辅助盘电刷一路连接第II′代换盘第10点，另一路通过3.96Ω电阻R1与第III′代换盘第10点连接，第II测量盘第1点连接第III测量盘第10点，第II测量盘第0点与第III测量盘第0点共同连接阻值为4.022Ω电阻R2后与第I测量盘第0点连接，第I测量盘第20点连接第IV测量盘滑线第10点，第IV′代换盘滑线始端连接424.178Ω电阻R₃后与第I′代换盘第0点连接；电位差计用于连接被测量U_X的两个端钮，正极端钮与第II测量盘第10点连接，负极端钮通过检流计的切换开关K与第IV测量盘滑线始端连接。

通过以上技术方案，三个步进盘及一个双滑线盘用于测量部分的测量盘是用导线连接的，测量步进开关接触电阻及变差，不在测量回路内，影响的只是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，几个μV的热电势影响的是电源电压，电源电压是伏，热电势是多少μV，两者相差10的6次方数量级，因此影响可以忽略，退一步讲，即使接触电阻变差及热电势大到不可忽略程度，可通过对标准来调整RP₂的阻值得到修正，零电势可以通过调整滑线盘零位得到修正，或增大第IV测量盘与第I测量盘之间引线电阻来修正，能得到很好的重复性。

附图说明

附图是本发明原理电路。

具体实施方式

由“U_x”正极经过各个测量盘，再经过切换开关K到“U_x”负极是测量回路，由电源正极经过测量步进开关到调定电阻RN及RP₃，然后到电阻R₀，可调电阻RP₂及RP₁后，回到电源负极是工作回路，从标准电池ENE极经过切换开关K，到调定电阻RN及RP₃，再到标准电池负极是标准回路。当四只盘都掷“0”时，第一步进盘两把电刷间左边电阻等46.442Ω，右边电阻等于464.42Ω，因此第一盘两把电刷间总电流的10/11在左边流动，1/11在右边流动。当第二盘掷0点时，第二盘与第三盘并联部份电阻相等，当第三盘掷不同示值时，电路阻值不变。当第二盘不掷在0时，第三盘掷不同示值，电路阻值在没有第III″辅助盘时阻值是变化的，第三盘每增加一个步进，电路阻值会增加每个步进电阻一半的阻值，为了保持电路总阻不变，在第三辅助盘中每个步进减小同样阻值，当第二步进盘掷0时阻值最小，这时让第III″辅助盘电阻全部串入电路，使电路阻值不变。由于第一盘及第四盘均由阻值相同的测量盘及代换盘组成，所以四个盘无论掷何示值，电路总阻不变。

电位差计工作电流为5mA，第一步进盘两把电刷间左边电流50/11mA，右边电流为5/11mA，左边电流流过第II″辅助盘电刷后分成相等的两个支路，当第二盘掷0点时，流过第II测量盘及第III测量盘的两个支路是分开的，当第II测量盘不掷0时，流过第II测量盘支路电流全部流过第III测量盘电阻，第III测量盘10只电阻起到第II测量盘第1只电阻的作用，当第III测量盘掷n₃时，n₃～0电阻上的电流虽然就是左边电流，但可以看成是两个支路电流叠加而成，因此计算时可以以分开计算；

5mA工作电流是这样确定的，在“U_x”两端的两个测量端钮按极性接上接近满量程的标准电压，开关K掷向左边，测量盘示值与标准电压值相同，通过调节工作电流调节电阻RP₁及RP₂，使检流计指零，再将开关K掷向右边，取样用调定电阻RN的阻值是203Ω，串联了0～1Ω可调电阻RP₃，调节RP₃，使检流计再次指零，再将开关K掷向左边，调节RP₂使检流计指零，又将开关K掷向右边调节RP₃使检流计指零，当开关指向左边及右边不作调节检流计均指零时，说明电位差计工作电流已标准化，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RP₃锁定，该电位差计今后就以此为标准。当工作电流标准化后，在×1量程时，第1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＝25/11×0.44n₂+25/11×0.044n₃+50/11×(4+0.022)+50/11×2n₁-5/11×(20-n₁)

    ×2-5/11×(10-n₄)×0.022(mv)

＝n₂+0.1n₃+200/11+0.1+100n₁/11-200/11+10n₁/11-0.1+0.01n₄(mv)

＝10n₁+n₂+0.1n₃+0.01n₄(mv)

上面n₄按大格阻值计算，每小格分辩率为1μv。

电位差计工作电压为1.5v，为了使电源电压在1.4v～1.65v范围内工作取固定电阻R₀＝31Ω，可调电阻RP₁＝20×2.4Ω，可调电阻RP₂为0～2.7Ω。

Claims (1)

1.一种有五位读数单量程电位差计，它有工作电流调节电阻RP₁及RP₂，用于降低电源电压的固定电阻R₀，对标准时取样用调定电阻RN及测量步进开关上的电阻串联在电位差计工作回路中，调定电阻上的电压降与电位差计内附标准相等时，电位差计工作电流等于5mA；其特征在于第一步进盘由各有20×2Ω的第I测量盘与第I′代换盘组成，第二步进盘由第0点与第1点之间无电阻，这两个触点断开，其余触点由电阻连接的9×0.44Ω的第II测量盘，有10×0.44Ω第II′代换盘及不焊有电阻、第0点独立、其余触点连接的第II”辅助盘组成，第三步进盘由同为10×0.044Ω电阻组成的第III测量盘和第III′代换盘及有10×0.022Ω电阻的第III”辅助盘组成，第四盘为双滑线盘，两根滑线电阻丝阻值相同：始端为0Ω、末端为0.242Ω，其中一根为第IV测量盘滑线，另一根为第IV′代换盘滑线，双滑线盘的刻度盘标有0～10十一个示值的10大格，每大格有10小格，“0”示值到滑线盘始端“-1”之间的10小格，刻度盘标有5小格，另5小格的电阻在双滑线盘内部，每大格对应阻值为0.022Ω，除第一步进盘外，其余各盘自己盘上的测量盘的电刷与代换盘的电刷连接；第I′代换盘第20点连接第III”辅助盘第10点，第III”辅助盘第0点连接第II”辅助盘第0点，第III”辅助盘电刷与第II”辅助盘除第0点外其余触点连接，第II”辅助盘电刷一路连接第II′代换盘第10点，另一路通过3.96Ω电阻R₁与第III′代换盘第10点连接，第II测量盘第1点连接第III测量盘第10点，第II测量盘第0点与第III测量盘第0点共同连接阻值为4.022Ω电阻R₂后与第I测量盘第0点连接，第I测量盘第20点连接第IV测量盘滑线第10点，第IV′代换盘滑线始端连接424.178Ω电阻R₃后与第I′代换盘第0点连接；电位差计用于连接被测量U_X的两个端钮，正极端钮与第II测量盘第10点连接，负极端钮通过检流计的切换开关K与第IV测量盘滑线始端连接。

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