CN1818676B - 有五位读数单量程电位差计 - Google Patents
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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
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UX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“Ux”正极经过各个测量盘,再经过切换开关K到“Ux”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“Ux”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UX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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