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0.1μV分辨率的电压测量仪制造技术

技术编号:9990163 阅读:125 留言:0更新日期:2014-05-02 01:44
一种用于直流电压测量的有0.1μV分辨率的电压测量仪,它的第一步进盘由23只1Ω电阻构成测量盘,第二步进盘各由10只0.1Ω电阻构成的测量盘与代换盘组成,第三步进盘也是各由10只0.1Ω电阻构成的测量盘与代换盘组成,第四、五步进盘的各个触点与第三步进盘中测量盘上的对应触点连接,使第四、五步进盘步进盘都不需电阻,电压测量仪有二个量程,最小分辨率为0.1μV,第二步进盘采用特殊接线,使电压测量仪内部引线电阻上电压降几乎为零,电压测量仪测量时能够忽略零电势及热电势影响。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于直流电压测量的有0.1μV分辨率的电压测量仪,它的第一步进盘由23只1Ω电阻构成测量盘,第二步进盘各由10只0.1Ω电阻构成的测量盘与代换盘组成,第三步进盘也是各由10只0.1Ω电阻构成的测量盘与代换盘组成,第四、五步进盘的各个触点与第三步进盘中测量盘上的对应触点连接,使第四、五步进盘步进盘都不需电阻,电压测量仪有二个量程,最小分辨率为0.1μV,第二步进盘采用特殊接线,使电压测量仪内部引线电阻上电压降几乎为零,电压测量仪测量时能够忽略零电势及热电势影响。【专利说明】0.1 μ V分辨率的电压测量仪
本专利技术涉及对直流电压进行测量的仪器。
技术介绍
当前对于有五步进个盘的电压测量仪,转动步进开关时,为了保持电路阻值不变,它的五个步进盘都由测量盘及代换盘组成,有些电压测量仪的步进个盘还用上了辅助盘,由于有了辅助盘,增加了步进盘的开关层数,从而增大了仪器的体积,也使开关及仪器结构变得复杂,特别是仪器检定过程中如果发现步进盘测量数据超差,要修正步进盘的开关内层电阻是非常麻烦的。申请号200810121910.X公开了有五个步进盘的电压测量仪解决不采用辅助盘的新方法,它的五个步进盘都由测量盘及代换盘组成,不含辅助盘,每个测量盘及代换盘上都有电阻,它的五个步进盘上的测量盘与代换盘在电路中组成了桥式线路,它最大的毛病在于误差不独立,一旦测量盘某点示值超差,就无法确定是哪只电阻超差引起的,这对鉴定与维修带来不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种有五个步进盘的电压测量仪,它不采用桥式线路,这样误差可以独立,且后两个步进盘只有测量盘,测量盘上没有电阻,这可以降低成本,减小仪器体积。并采用两个量程,使分辨率达0.1 μ V。本专利技术的技术方案这样采取:从电压测量仪3V工作电源正极经过40Ω电阻R。、由21只2.5 Ω电阻构成的可调电阻Rp1、调节范围在O~2.7 Ω之间的可调电阻Rp2、调节范围在O~0.15 Ω之间的可调电阻Rp3,再经过五个步进盘回到工作电源的负极组成电压测量仪工作回路;标准电池En正极经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K2到92.6 Ω调定电阻Rn和调节范围在O~0.2 Ω之间可锁定滑动触点的可调电阻Rp4,再经过150ΚΩ电阻R3到标准电池En负极组成电压测量仪标准回路;用于连接被测量“Ux”的两个端钮,正极端钮经过五个测量盘后,再经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关1(2到负极端钮组成电压测量仪补偿回路;其特征在于第一步进盘有测量盘I,它有O、1、2、……23共24个档位,除第O、第I触点外,其余各档触点间连接I Ω电阻一只,第二步进盘都由有0、1、2、……10共11个档位测量盘II与代换盘ΙI组成,测量盘II除第O、第I触点外,测量盘II与代换盘ΙI各档触点间连接0.1 Ω电阻一只,第三步进盘各由10只0.1Ω电阻构成的测量盘III与代换盘III'组成,第四步进盘的测量盘IV、第五步进盘的测量盘V上的各个触点与第三步进盘中测量盘上的对应触点连接,可调电阻Rp3的低电位一端为电路节点C,电流经过节点C后分成两路:一路连接第二步进盘中代换盘ΙI的金属接触环,代换盘Ir第10触点连接测量盘I的第23触点,测量盘I的第I触点经过一只I Ω电阻后连接测量盘II的金属接触环,测量盘I的第O触点连接测量盘II的第10触点,测量盘II的第O触点与测量盘III的第O触点连接点为电路节点A,测量盘II的第I触点经过一只0.1 Ω电阻后连接电路节点A,第五步进盘的测量盘V的金属接触环经过100ΚΩ电阻R4、测量盘IV的金属接触环经过IOK Ω电阻R5都连接于电路节点B,代换盘ΙΙI'的第10触点经过999 Ω电阻R6与电路节点B连接,电路节点A经过112.486 Ω电阻R3连接电路节点B ;另一路经过124 Ω电阻R1与1116 Ω电阻R2的一端与单刀双掷开关K1的Χ0.1量程触点连接,1116 Ω电阻R2的另一端与节点B连接单刀双掷开关K1的X I量程触点;单刀双掷开关K1的常闭触点经过92.6Ω调定电阻&和可调电阻化4后与电压测量仪工作电源的负极连接;用于连接被测量“Ux”的两个测量端钮,正极端钮与测量盘I的金属接触环连接,负极端钮经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K2后与测量盘III的第10触点连接。通过以上技术方案,第一步进盘不用代换盘,第四、第五步进盘都没有代换盘,且第四、第五步进盘的测量盘上都没有电阻,五个步进盘误差独立,后两盘相同步进带来的误差一致,这给调试与维修带来方便;也使电压测量仪结构简单,体积缩小,从而降低了生产成本;当电压测量仪五个测量盘置“O”时,电压测量仪的内部线路总电势是A点电位,一点电位为“0”,所以本电压测量仪的零电势很小。【专利附图】【附图说明】附图是本专利技术原理电路。在图1中,第二步进盘中测量盘II与代换盘ΙI'上10X0.1Ω的电阻,表示测量盘II与代换盘Ir各由10只0.1 Ω的电阻组成,同理测量盘I上23X I Ω,的表示测量盘I由23只I Ω电阻组成,可调电阻Rpi上21 X 2.5 Ω的表示可调电阻Rpi由21只2.5 Ω电阻构成。在图1中,步进盘及温度补偿盘上粗黑线条表示金属接触环,空心小圆圈表示金属触点,双向箭头表示金属电刷。【具体实施方式】图1中,在第二步进盘中测量盘II与代换盘11'每个步进的电阻值相同,都是0.1 Ω,测量盘II在电路中每步进增加的电阻等于代换盘ΙI'每步进减少的电阻,所以电路中总阻不变;第三步进盘用测量盘III与代换盘Iir来保持电路总阻不变原理同第二步进盘。电压测量仪工作电流标准化时设计成11mA,在X I量程时,从节点C经过五个步进盘到节点B阻值是124 Ω,从节点C经过电阻R2节点B阻值是1240 Ω,所以IOmA工作电流流经五个步进盘,ImA工作电流流经电阻R1、电阻R2 ;在X0.1量程时,从节点C经过五个步进盘到节点B阻值是124 Ω,串联1116 Ω电阻R2后的阻值是1240 Ω,所以ImA工作电流流经五个步进盘,IOmA工作电流流经电阻R1 ;在Xl量程时,电压测量仪IOmA工作电流经过第一、第二步进盘到节点A后分成四路:一路经过测量盘IV,一路经过测量盘V,另一路经过第三步进盘,再一路经过112.486 Ω电阻R3,四路电流汇合于节点B。除经过电阻R3支路外,节点A、节点B之间各支路电阻比:测量盘V:测量盘IV:第三步进盘=100: 10: 1,所以,除流过电阻R3支路外,流过节点A、节点B之间各支路电流比为:测量盘V:测量盘IV:第三步进盘=I: 10: 100,除电阻R3支路外,节点A、节点B之间电阻是100ΚΩ/111,让流过测量盘V、测量盘IV与第三步进盘的总电流是1.11mA,流过电阻R3的电流为8.89mA,则8.89mAXR3 =IOOK Ω/111 X 1.11mA,电阻R3 = 112.486 Ω。电压测量仪IOmA工作电流经过电阻R3分流,使得流过测量盘V电流为0.01mA,测量盘IV电流为0.1mA,第三步进盘电流为ImA ;各个步进盘置不同示值时节点A与节点B之间阻值是变化的,节点A与节点B之间阻值用电阻Rab表示,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙笑声
申请(专利权)人:孙笑声
类型:发明
国别省市:

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