CN88211574U

CN88211574U - 多功能直流电位差计

Info

Publication number: CN88211574U
Application number: CN 88211574
Authority: CN
Inventors: 姚凤书
Original assignee: SHANGHAI ELECTRICAL INSTRUMENT FACTORY
Current assignee: SHANGHAI ELECTRICAL INSTRUMENT FACTORY
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1988-12-28

Abstract

本实用新型涉及一种电工仪器，是一种多功能的直流电位差计。本实用新型是在原直流电位差计的补偿电阻的一端与选择开关K之间接入一由选择开关K₀，集成运算放大器A，反馈电阻R₁、R₂，采样电阻R′N构成的电压/电压、电压/电流转换装置和一选择开关K′，从而能在保持原测量电压的同时，又具有转换输出标准电压、电流的功能。本实用新型与一般的直流电位差计相比，其具有多功能、测量精度高、成本低的优点，可作测试标准电工仪器用。

Description

多功能直流电位差计

本实用新型涉及电工仪器仪表技术领域。是一种直流电位差计，特别是一种带输出功能的直流电位差计，能输出标准的电压、电流。

在已有技术中，直流电位差计由工作电源E、标准电池E_N、调节电阻R_P、补偿电阻R、标准电池补偿电阻R_N、检流计G，选择开关K组成。采用补偿法原理来测试被测电压。目前市售的采用上述已有技术生产的直流电位差计，其只能单一地测试电压值，而不能作输出标准电压、电流用。

本实用新型的目的是提供一种改进的直流电位差计，即在原直流电位差计的补偿电阻的一端与选择开关K之间接入一由集成运算放大器、反馈电阻、采样电阻等构成的电压／电压、电压／电流转换装置和一选择开关K′，从而在保持原测量电压的同时，又具有输出标准的电压、电流的功能。

本实用新型是以如下方式实现的；在原直流电位差计的补偿电阻R的一端与选择开关K之间接入一选择开关K′和一包括由集成运算放大器A，反馈电阻R₁、R₂，采样电阻R_N，选择开关K₀组成的电压／电压、电压／电流转换装置。当选择开关K′处于1位置时，直接作测量电压值用。当选择开关K′处于2位置时，原直流电位差计与电压／电压、电压／电流转换装置相连接，作输出标准的电压、电流用，这是因为该电压／电压、电压／电流转换装置的基准电压即为原直流电位差计上的补偿电势U_R（即补偿电阻R上的补偿电势），故通过该转换装置的电压／电压转换和电压／电流转换就能输出标准的电压和电流，且只要改变补偿电势U_R的大小，就能改变输出的标准电压和电流的大小。

由于本实用新型的多功能直流电位差计是在原直流电位差计的基础上加以改进的，故其成本低，能实现一机二用，即不仅能单一地测试电压值，而且能输出标准的电压和电流，又由于输出的标准电压、电流是以补偿电势为基准的，故测量精度高。

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为原直流电位差计的原理图。

图2a为本实用新型转换为输出标准电压的等效原理图。

图2b为本实用新型转换为输出标准电压的等效原理图。

图3为本实用新型的实施例图。

本实用新型的原理是利用原直流电位差计的补偿电势作为基准电压的，通过电压／电压和电压／电流转换输出标准的电压和电流。

图2a所示为电压串联负反馈电路，其中：A为高精度、低漂移、低噪声集成运算放大器，R₁、R₂为反馈电阻，R_f为负载电阻，U_R为基准电压，即原直流电位差计补偿电阻R上的补偿电势，U₀为输出电压。根据集成运算放大器的性能分析，当其工作在线性区内时，则其差动输入电压为零，这时；U_R＝U₀(R₂)/(R₁+R₂) ，U₀＝U_R(R₁+R₂)/(R₂) 选择 (R₁+R₂)/(R₂) 为1，10就可使电压／电压以1：1，1：10比例输出。由于是串联负反馈，故输出电压稳定，输入阻抗高，放大器A输入电流基本为零，补偿电势U_R的内阻不会引入误差。

图2b所示为电流串联负反馈电路，其中；A为高精度、低漂移、低噪声集成运算放大器，R′_N为采样电阻，R_f为负载电阻，U_R为基准电压，即原直流电位差计补偿电阻R上的补偿电势。根据集成运算放大器的性能分析，当其工作在线性区内，则其输入电流为零，这样流经负载电阻R_f和采样电阻R′_N的电流相等，均为I_f。由于I_f·R′_N＝U_R，I_f＝ (U_R)/(R_N′) 改变R′_N的值，就可改变电压／电流值的大小，故输出电流稳定，而且输入阻抗很高。

据上所述，当转换装置处于电压／电压转换时，输出电压U₀＝U_R(R₁+R₂)/(R₂) ，当转换装置处于电压／电流转换时，输出电流I_f＝ (U_R)/(R_N) 。由于式中的R₁、R₂，R′_N均可采用精密锰铜线绕电阻，其稳定性、准确度都可做得很高，而基准电压U_R，即原直流电位差计补偿电阻R上的补偿电势，其值U_R＝ (E_N·R)/(R_N) ，式中E_N为标准电池，R、R_N同样均可采用精密锰铜线绕电阻，可见R_N的稳定性也很高。

本实用新型所采用的电压／电压，电压／电流转换装置还可由几个集成运算放大器，电阻组成的电压、电流串联负反馈电路构成。

参照图3，电压／电压、电压／电流转换装置（即图3中的虚线部分所示）输入端的一端（即与集成运算放大器相连接的一端）通过选择开关K′连接到原直流电位差计补偿电阻R的一端，补偿电阻R的另一端与选择开关K相连接。电压／电压、电压／电流转换装置输入端的另一端（即与选择开关K₀相连接的一端）通过选择开关K′连接到原直流电位差计上的选择开关K₀，当选择开关K′处于1位置时，直接作测量电压值用。当选择开关K′处于2位置时，电压／电压、电压／电流转换装置与原直流电位差计相连接，即可作输出标准电压、电流用；当转换装置中的选择开关K₀处于3位置时，输出标准电压，反之，处于4位置时，输出标准电流。

当K₀处于3位置时，转换装置处于电压／电压转换状态。这时R₁与R₂串联连接，其连接点应与K直接相连。R₁的另一端与电位差计的输出端（U_＋）直接相连。R₂的另一端与运算放大器A的正输入端连接，同时与电位差计输出端（U_－）直接相连。电源地（即图中）与电位差计的输出端（I_－）相连。运放A的输出端与电位差计输出端（I_＋）相连。运放A的负输入端与K′相连。

当K₀处于4位置时，转换装置处于电压／电流转换状态。这时，R′_N的一端与K′相连，同时与电位差计输出端（I_－）直接相连。R′_N的另一端与运放A的正输入端连接且与电源地相连。运放A的输出端与电位差计输出端（I_＋）相连，运放A的负输入端与K′相连。

本实用新型的多功能直流电位差计结构简单，操作方便、成本低、测量精度高，可作测试标准电工仪器用。

Claims

1、一种多功能直流电位差计，包括工作电压E，标准电池E_N，调节电阻R_P，补偿电阻R，标准电池补偿电阻R_N、检流计G、选择开关K，其特征是在补偿电阻R的一端与选择开关K之间接入一选择开关K′和一包括由集成运算放大器A，反馈电阻R₁、R₂，采样电阻R′_N、选择开关K_o构成的电压/电压、电压/电流转换装置。