CN1818679A - 便携式电位差计 - Google Patents
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Abstract
一种用于直流电压测量的便携式电位差计，它有20×2Ω、10×0.22Ω、9×0.44Ω、10×0.044Ω，四个测量盘组成，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，最小分辨率为1μV。
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四个步进盘时，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：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，其工作电流等于5mA；其待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，第二步进盘由各有10×0.22Ω的第II测量盘与第II′代换盘组成，第三步进盘由9点与10点之间无电阻，这二个触点断开，其余触点由电阻连接的9×0.44Ω的第III测量盘，有10×0.44Ω的第III′代换盘及不焊有电阻、10点独立、其余触点连接的第III″辅助盘组成，第四步进盘由同为10×0.044Ω电阻组成的第IV测量盘和第IV′代换盘及有10×0.022Ω电阻的第IV″辅助盘组成，除第一步进盘外，其余各盘测量盘与代换盘的电刷各自两两连通；第I′代换盘第20点通过连接第II′代换盘第10点，第II测量盘0点连接一只4.242电阻R1后与第I测量盘0点连接；第I′代换盘0点连接一只422Ω电阻R2后连接第IV″辅助盘0点，第IV″辅助盘第10点与第III″辅助盘第10触点连接，第IV″辅助盘电刷连接第III″辅助盘除第10触点以外所有触点，第III′辅助盘电刷一路连接第III′代换盘0点，另一路连接3.96Ω电阻R3后与第IV′代换盘0点连接，第III测量盘第10点直接与第I测量盘第20点连接；第III测量盘第9点连接第IV测量盘0点，第IV测量盘第10点与第I测量盘第20点连接；第I′代换盘电刷连接电位差计测量部份正极，第I测量盘电刷连接在电位差计测量部份负极，测量盘两个端钮正极与第II测量盘第10点连接，负极通过检流计切换开关K与第III测量盘0点连接。
通过以上技术方案，四个步进盘用于测量部分的测量盘是用导线连接的，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，零电势可以通过增大第IV测量盘与第I测量盘之间引线电阻来修正，排除了干扰因素使仪器测量数据得到很好的重复性。
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EN正极经过切换开关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是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。当第三盘掷第10点时，第四盘与第三盘并联部份电阻相等，当第四盘掷不同示值时，电路阻值不变。当第三盘不掷在第10点时，第四盘掷不同示值，电路阻值在没有第IV″辅助盘时阻值是变化的，第四盘每增加一个步进，电路阻值会减少每个步进电阻一半的阻值，为了保持电路总阻不变，在第IV″辅助盘中每个步进增加同样阻值，当第三步进盘掷第10点时阻值最小，这时让第IV″辅助盘电阻全部串入电路，使电路阻值不变。由于第二盘及第一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。
基本量程电位差计标准工作电流为0.5mA，第一步进盘两把电刷间左边电流5/11mA，右边电流为0.5/11mA，右边电流流过第III″辅助盘电刷后分成相等的两个支路，当第三盘掷第10点时，流过第III测量盘及第IV测量盘的两个支路是分开的，当第III测量盘不掷第10点时，流过第III测量盘支路电流全部流过第IV测量盘电阻，第IV测量盘10只电阻起到第III测量盘第10只电阻的作用，当第IV测量盘掷n4时，n4～10电阻上的电流虽然就是右边电流，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；
标准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2037Ω，串联了0～3Ω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，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＝5/11×0.22n2+5/11(4+0.22+0.022)+5/11×2n1-0.5/11×(20-n1)×2-0.5/22
×(10-n4)×0.044-0.5/22×(10-n3)×0.44(mv)
＝0.1n2+20/11+0.1+0.01+10n1/11-20/11+1n1/11-0.01+0.001n4-1+0.01n3(mv)
＝1n1+0.1n2+0.01n3+0.001n4(mv)
电位差计工作电压为1.5V，由于干电池每节稳定电动势在1.4V～1.65V之间，为实现电源电压在1.4V～1.65V均能把电位差计工作电流调整到标准状态，取固定电阻R0＝717Ω，可调电阻RP1＝20×25Ω，RP2为0～56Ω。
Claims (1)
- 一种便携式电位差计，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，其工作电流等于5mA；其待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，第二步进盘由各有10×0.22Ω的第II测量盘与第II′代换盘组成，第三步进盘由9点与10点之间无电阻，这二个触点断开，其余触点由电阻连接的9×0.44Ω的第III测量盘，有10×0.44Ω的第III′代换盘及不焊有电阻、10点独立、其余触点连接的第III″辅助盘组成，第四步进盘由同为10×0.044Ω电阻组成的第IV测量盘和第IV′代换盘及有10×0.022Ω电阻的第IV″辅助盘组成，除第一步进盘外，其余各盘测量盘与代换盘的电刷各自两两连通；第I′代换盘第20点通过连接第II′代换盘第10点，第II测量盘0点连接一只4.242电阻R1后与第I测量盘0点连接；第I′代换盘0点连接一只422Ω电阻R2后连接第IV″辅助盘0点，第IV″辅助盘第10点与第III″辅助盘第10触点连接，第IV″辅助盘电刷连接第III″辅助盘除第10触点以外所有触点，第III′辅助盘电刷一路连接第III′代换盘0点，另一路连接3.96Ω电阻R3后与第IV′代换盘0点连接，第III测量盘第10点直接与第I测量盘第20点连接；第III测量盘第9点连接第IV测量盘0点，第IV测量盘第10点与第I测量盘第20点连接；第I′代换盘电刷连接电位差计测量部份正极，第I测量盘电刷连接在电位差计测量部份负极，测量盘两个端钮正极与第II测量盘第10点连接，负极通过检流计切换开关K与第III测量盘0点连接。
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Publications (2)
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- 2005-12-30 CN CNB2005100623747A patent/CN100386633C/zh not_active Expired - Fee Related
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