有溫度補償盤的電壓測量儀的製作方法

2023-09-20 10:50:00

有溫度補償盤的電壓測量儀的製作方法
【專利摘要】一種用於直流電壓測量有溫度補償盤的電壓測量儀，其中它的後面四個步進盤都由測量盤和與測量盤結構相同的代換盤組成，後面四個步進盤測量盤與代換盤上的對應觸點互相連接後三個步進盤上都沒有電阻，它使電壓測量儀內部引線電阻、開關接觸電阻及變差、熱電勢對電壓測量儀影響都能夠忽略。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及對直流電壓進行測量的儀器。 有溫度補償盤的電壓測量儀

【背景技術】
[0002] 當前對於有五個步進盤的電壓測量儀，在五個步進盤之間的連接上，中間盤普遍 採用開關切換，這樣就產生接觸電阻的變差，給解析度帶來限制。為了克服該問題，一般採 用大電刷以增大接觸面積，並採用銀-銅複合材料；申請號200810121911. 4公開了有五個 步進盤的電壓測量儀解決開關接觸電阻變差的新方法，它的五個步進盤都由測量盤及代換 盤組成，不含輔助盤，每個測量盤及代換盤上都有電阻，它的五個步進盤上的測量盤與代換 盤在電路中組成了橋式線路，它最大的毛病在於誤差不獨立，一旦測量盤某點示值超差，就 無法確定是哪只電阻超差引起的，這對鑑定與維修帶來不便。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的是設計一種有五個步進盤的電壓測量儀，它不採用橋式線路，這樣 誤差可以獨立，且後三個步進盤觸點間沒有電阻，這可以降低成本，減小儀器體積。
[0004] 本發明的技術方案這樣採取：電壓測量儀從調節範圍在10. 2?11V之間的外接 工作電源E正極端鈕經過由22隻4Ω電阻串聯構成的可調電阻RP1、由22隻0.2 Ω電阻串 聯構成的可調電阻RP2、及調節範圍在〇?〇. 22 Ω之間的可調電阻RP3、經過五個步進盤，到 101. 8 Ω調定電阻RN，再經過上面有18X0. 05 Ω串聯電阻的溫度補償盤W回到調節範圍在 10. 2?11V之間的外接工作電源E負極端鈕組成電壓測量儀工作迴路；從外接飽和標準電 池EN正極端鈕經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K 2到101. 8 Ω調定電 阻RN再經過上面有18 X 0. 05 Ω串聯電阻的溫度補償盤W回到外接飽和標準電池ΕΝ負極端 鈕組成電壓測量儀標準迴路；用於連接被測量"U x"的兩個端鈕，正極端鈕經過五個測量盤 後，再經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K2到負極端鈕組成電壓測量儀 補償迴路；其特徵在於它有〇、1、2、……18共19個檔位的溫度補償盤W，溫度補償盤W每 兩個相鄰觸點間焊接〇. 05 Ω電阻一隻，溫度補償盤W第"0"觸點與第" 18"觸點兩端並聯 0. 1Ω電阻R9 ;它另有六個步進盤，第一步進盤是有〇、1、2、……20共21個檔位的測量盤 I，測量盤I上每兩個相鄰觸點間焊接0.1 Ω電阻一隻，第二步進盤由有〇、1、2、……10共 11個檔位的測量盤II與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΓ組成，測量盤II與 代換盤ΙΓ上每兩個相鄰觸點間焊接阻值是0.1111Ω的電阻一隻，測量盤II的第"0"觸 點為電路節點A，代換盤ΙΓ的第"10"觸點為電路節點B，第三步進盤由有0、1、2、……10 共11個檔位的測量盤III與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤IIΓ組成，第四步進 盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量盤IV與有0、1、2、……10共11個檔位的代換 盤IV'組成，第五步進盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量盤V與有0、1、2、……10 共11個檔位的代換盤V'組成，第三步進盤中測量盤III與代換盤IIΓ上的各個觸點，第 四步進盤中測量盤IV與代換盤IV'上的各個觸點，第五步進盤中測量盤V與代換盤V'上 的各個觸點，與第二步進盤中測量盤π與代換盤ΙΓ對應觸點連接，第二步進盤測量盤II 的金屬接觸環與代換盤ΙΓ的金屬接觸環間用999. 89 Ω的電阻Ri連接，第三步進盤測量 盤ΙΠ的金屬接觸環與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環間用9999. 89 Ω的電阻R2連接，第四步 進盤測量盤IV的金屬接觸環與代換盤IV'的金屬接觸環間用100ΚΩ的電阻R 3連接，第五 步進盤測量盤V的金屬接觸環與代換盤V'的金屬接觸環間用1000ΚΩ的電阻R4連接，每 個步進盤測量盤上的電刷與代換盤上的電刷轉動時同步，測量盤II的第"0"觸點即節點A 連接測量盤I第"〇"觸點，測量盤I第"20"觸點經過6. 91 Ω的電阻R8連接節點C後再連 接可調電阻RP3的低電位端，節點C另一路經過101 Ω電阻R6連接雙刀雙擲開關&中Kh層 的X0. 1量程觸點，雙刀雙擲開關Ki中Kh層與Ki_2層的常閉觸點用導線連接，代換盤Γ 的第"10"觸點即節點B連接雙刀雙擲開關Ki中、層的XI量程觸點及Ki_ 2層的X0. 1量 程觸點，雙刀雙擲開關Ki中Ki_2層的X0. 1量程觸點經過818. 1 Ω電阻R7與Ki_2層的X 1 量程觸點連接，再經過101. 8 Ω調定電阻RN後連接溫度補償盤W第"0"觸點溫度補償盤W 第"18"觸點連接電壓測量儀外接工作電源E負極端鈕；用於連接被測量"U x"的兩個測量端 鈕，正極端鈕與測量盤I的金屬接觸環連接，負極端鈕經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G 的雙刀雙擲開關K 2後與測量盤II的第" 10"觸點連接。
[0005] 通過以上技術方案，第三、第四、第五步進盤觸點間都沒有電阻，且五個步進盤誤 差獨立，後四盤相同步進的誤差一致，這給調試與維修帶來方便，也使電壓測量儀結構簡 單，體積縮小，從而降低了生產成本；當電壓測量儀五個測量盤置"〇"時，電壓測量儀的內 部線路總電勢是Α點電位，一點電位為"0"，所以本電壓測量儀的零電勢很小，五個步進盤 各個支路幾個μ V的熱電勢都串聯在以伏為單位的電壓降上，因此熱電勢對"Ux"的兩個測 量端鈕影響可以忽略。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本發明的一種原理電路。
[0007] 在圖1中，22 X 4 Ω的可調電阻RP1，表示可調電阻RP1上有22隻阻值是4 Ω的電阻 串聯，同理，22X0. 2 Ω的可調電阻RP2，表示可調電阻RP2上有22隻阻值是0.2 Ω的電阻串 聯，第一步進盤測量盤I上的20X0. 1 Ω表示測量盤I有20隻阻值是0. 1 Ω的電阻串聯，
[0008] 第二步進盤測量盤II與代換盤ΙΓ上的10X0. 01111 Ω，表示測量盤II與代換 盤ΙΓ上都有10隻阻值是0.01111 Ω的電阻串聯。
[0009] 在圖1中，步進盤上粗黑線條表示金屬接觸環，空心小圓圈表示金屬觸點，雙向箭 頭表不金屬電刷。

【具體實施方式】
[0010] 實施例1，在圖1中，節點A、節點B之間的後四個步進盤中任意一個步進盤轉動 時，電流流過測量盤增加的電阻等於電流流過代換盤減少的電阻，反之也然，所以，後四個 步進盤不管置何示值，該步進盤在節點A與節點B之間電阻值不變，這能保證後四個步進盤 不管置何示值，各步進盤電阻比值基本不變，也保證流經各步進盤的電流基本不變。
[0011] 電壓測量儀標準工作電流設計成10mA，在X0. 1量程時，從節點C經過6. 91 Ω電 阻R8、五個步進盤到節點B阻值是909 Ω，連接到雙刀雙擲開關&中1_2層的X0. 1量程觸 點時，與101 Ω電阻R6並聯，909 Ω阻值是101 Ω電阻R6阻值的9倍，所以流過101 Ω電阻 &的電流是9mA，流過五個步進盤的電流是1mA，與101 Ω電阻R6並聯後使電路減小的電阻， 通過串聯818. 1 Ω電阻R7來保持電路總阻不變。
[0012] 在XI量程時，流過節點A與節點B之間為總工作電流10mA。電壓測量儀10mA 工作電流經過節點A後分成四路：一路經過測量盤II，一路經過測量盤III，一路經過測量 盤IV，再一路經過測量盤V，四路電流匯合於節點B。節點A、節點B之間各支路電阻比：第 五步進盤：第四步進：第三步進盤：第二步進盤=1000 : 100 : 10 : 1，所以，流過節 點A、節點B之間各支路電流比為：第五步進盤：第四步進：第三步進盤：第二步進盤= 1 : 10 : 100 : 1000，
[0013] 當電壓測量儀10mA電流全部流過測量盤II上某一個電阻，即測量盤II、測量盤 III、測量盤IV、測量盤V上的電刷全部置在該電阻之後，這個電阻在連接被測量"ux"的兩 個測量端鈕間的電壓值是0. llllmv，在被測量"Ux"兩個測量端鈕的兩端，第二步進盤每步 進的電壓增加值是lXK^mV，第三步進盤每步進的電壓增加值是lXl(T 2mV，第四步進盤每 步進的電壓增加值是IX l(T3mV，第五步進盤每步進的電壓增加值是IX l(T4mV。第一步進盤 每個步進是lmV。在X0. 1量程時，流過五個步進盤的電流小到在X 1量程時的1/10,所以 當工作電流標準化後，第一步進盤每個步進是1 X lO^nV，第二步進盤每步進的電壓增加值 是lXl(T2mV，第三步進盤每步進的電壓增加值是lXl(T 3mV，第四步進盤每步進的電壓增加 值是1 X l(T4mV，第五步進盤每步進的電壓增加值是1 X l(T5mV。
[0014] 在標準迴路中，飽和標準電池的電動勢在室溫20°C時是1. 0186V，環境溫度每升 高1°C，飽和標準電池的電動勢降低約4〇μ V，通過飽和標準電池上0. 1°C解析度的溫度計 來確定飽和標準電池即時的電動勢。本電壓測量儀用每步進50 μ V的溫度補償盤對溫度進 行補償。
[0015] 電壓測量儀工作電源要採用YJ49型高穩定度可調穩壓電源，可調電阻RP1、可調電 阻R P2、可調電阻RP3用於調節工作電流，可調電阻RP3全部調節範圍的電阻值大於可調電阻 R P2的一個步進值，可調電阻心全部調節範圍的電阻值大於可調電阻RP1的一個步進值，只 要把YJ49型高穩定度可調穩壓電源輸出電壓調節到10. 2?11V之間，就可以方便通過調 節可調電阻RP1、可調電阻RP2、可調電阻R P3把電壓測量儀工作電流調節到標準狀態。
【權利要求】
1. 一種有溫度補償盤的電壓測量儀，電壓測量儀從調節範圍在10. 2?11V之間的外接 工作電源E正極端鈕經過由22隻4Ω電阻串聯構成的可調電阻RP1、由22隻0.2 Ω電阻串 聯構成的可調電阻RP2、及調節範圍在〇?〇. 22 Ω之間的可調電阻RP3、經過五個步進盤，到 101. 8 Ω調定電阻RN，再經過上面有18X0. 05 Ω串聯電阻的溫度補償盤W回到調節範圍在 10. 2?11V之間的外接工作電源E負極端鈕組成電壓測量儀工作迴路；從外接飽和標準電 池EN正極端鈕經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K 2到101. 8 Ω調定電 阻RN再經過上面有18 X 0. 05 Ω串聯電阻的溫度補償盤W回到外接飽和標準電池ΕΝ負極端 鈕組成電壓測量儀標準迴路；用於連接被測量"U x"的兩個端鈕，正極端鈕經過五個測量盤 後，再經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G的雙刀雙擲開關K2到負極端鈕組成電壓測量儀 補償迴路；其特徵在於它有〇、1、2、……18共19個檔位的溫度補償盤W，溫度補償盤W每 兩個相鄰觸點間焊接〇. 05 Ω電阻一隻，溫度補償盤W第"0"觸點與第" 18"觸點兩端並聯 0. 1Ω電阻R9 ;它另有六個步進盤，第一步進盤是有〇、1、2、……20共21個檔位的測量盤 I，測量盤I上每兩個相鄰觸點間焊接0.1 Ω電阻一隻，第二步進盤由有〇、1、2、……10共 11個檔位的測量盤II與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤ΙΓ組成，測量盤II與 代換盤ΙΓ上每兩個相鄰觸點間焊接阻值是0.1111Ω的電阻一隻，測量盤II的第"0"觸 點為電路節點A，代換盤ΙΓ的第"10"觸點為電路節點B，第三步進盤由有0、1、2、……10 共11個檔位的測量盤III與有0、1、2、……10共11個檔位的代換盤IIΓ組成，第四步進 盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量盤IV與有0、1、2、……10共11個檔位的代換 盤IV'組成，第五步進盤由有0、1、2、……10共11個檔位的測量盤V與有0、1、2、……10 共11個檔位的代換盤V'組成，第三步進盤中測量盤III與代換盤IIΓ上的各個觸點，第 四步進盤中測量盤IV與代換盤IV'上的各個觸點，第五步進盤中測量盤V與代換盤V'上 的各個觸點，與第二步進盤中測量盤Π與代換盤ΙΓ對應觸點連接，第二步進盤測量盤II 的金屬接觸環與代換盤ΙΓ的金屬接觸環間用999. 89 Ω的電阻Ri連接，第三步進盤測量 盤ΙΠ的金屬接觸環與代換盤ΙΙΓ的金屬接觸環間用9999. 89 Ω的電阻R2連接，第四步 進盤測量盤IV的金屬接觸環與代換盤IV'的金屬接觸環間用100ΚΩ的電阻R 3連接，第五 步進盤測量盤V的金屬接觸環與代換盤V'的金屬接觸環間用1000ΚΩ的電阻R4連接，每 個步進盤測量盤上的電刷與代換盤上的電刷轉動時同步，測量盤II的第"0"觸點即節點A 連接測量盤I第"〇"觸點，測量盤I第"20"觸點經過6. 91 Ω的電阻R8連接節點C後再連 接可調電阻RP3的低電位端，節點C另一路經過101 Ω電阻R6連接雙刀雙擲開關&中Kh層 的X0. 1量程觸點，雙刀雙擲開關Ki中Kh層與Ki_2層的常閉觸點用導線連接，代換盤Γ 的第"10"觸點即節點B連接雙刀雙擲開關Ki中、層的XI量程觸點及Ki_ 2層的X0. 1量 程觸點，雙刀雙擲開關Ki中Ki_2層的X0. 1量程觸點經過818. 1 Ω電阻R7與Ki_2層的X 1 量程觸點連接，再經過101. 8 Ω調定電阻RN後連接溫度補償盤W第"0"觸點溫度補償盤W 第"18"觸點連接電壓測量儀外接工作電源E負極端鈕；用於連接被測量"U x"的兩個測量端 鈕，正極端鈕與測量盤I的金屬接觸環連接，負極端鈕經過兩個常閉觸點之間接有檢流計G 的雙刀雙擲開關K 2後與測量盤II的第" 10"觸點連接。
【文檔編號】G01R17/20GK104101757SQ201410363534
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】袁樂香, 駱曉峰 申請人:富陽興遠儀器儀表經營部