[发明专利]有0.01μV分辨率的电压测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及测量直流电压的仪器。

背景技术

申请号200510062369.6等公开了有三个步进盘、一个双滑线盘的直流电位差计，它的第二、第三步进盘各有测量盘、代换盘与辅助盘组成，测量盘与代换盘上的电阻阻值相同，测量盘每增加一个电阻，代换盘就减小相同电阻，当第二步进盘置第0点时，第二步进盘与第三步进盘并联部分电阻相等，当第三步进盘置不同示值时，电路阻值不变。当第二步进盘不置在“0”时，第三步进盘置不同示值，电路阻值在没有第Ⅲ”辅助盘时阻值是变化的，第三步进盘每增加一个步进，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Ⅲ”辅助盘每个步进减少同样阻值，当第二步进盘置第0点时阻值最小，这时让第Ⅲ”辅助盘电阻全部串入电路，使电路阻值不变。由于第一步进盘及双滑线盘均由阻值相同的测量盘及代换盘组成，所以四个盘无论置何示值，电路总阻不变。为此第二步进盘除有测量盘、代换盘外，增加了辅助盘来区别步进盘置第0点及不置第0点两种情况的电路连接，第三步进盘也增加了辅助盘，上面有10只电阻来分别接入或切出若干个电阻使电路总阻不变。四个测量盘连接在两个测量端钮间，使步进盘开关上的电刷排除在测量回路之外，四个测量盘上的电阻之间不存在开关切换，也就不产生变差；也解决了开关的热电势与接触可变热电势影响。

由于第二、第三步进盘都有辅助盘，增加了第二、第三步进盘开关的层数，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第二、第三步进盘测量数据超差，要修正第二、第三步进盘开关的内层电阻是非常麻烦的。

发明内容

本发明的目的是设计一种采用滑线盘的直流电位差计，在四个测量盘的连接上不通过开关切换，三个步进盘、一个双滑线盘都取消辅助盘，这能减小仪器的体积，降低生产成本。

本发明的技术方案这样采取：电流从直流电位差计4.5V工作电源的正极经过三个步进盘、一个双滑线盘上的电阻网络到926Ω调定电阻RN和调节范围在0～2Ω的可调电阻R_P3，再到190Ω固定电阻R₀，经过0～35Ω的可调电阻R_P2及22×30Ω的可调电阻R_P1回到工作电源的负极组成直流电位差计的工作回路；从标准电池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，到调定电阻RN及可锁定的可调电阻R_P3，再到标准电池负极组成直流电位差计的标准回路；直流电位差计用于连接被测量“U_X”的两个端钮，从正极端钮经过三个测量盘、一个测量盘滑线的电阻网络后，再经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K₂到负极端钮组成直流电位差计的补偿回路；其特征在于第一步进盘由各有20×1000/11Ω的第Ⅰ测量盘与第Ⅰ′代换盘组成，第二步进盘由各有10×11Ω的第Ⅱ测量盘与第Ⅱ′代换盘组成，在第二步进盘上测量盘的电刷与代换盘的电刷经过12.1Ω电阻R₂连接， 第三步进盘由各有10×10Ω的第Ⅲ测量盘与第Ⅲ′代换盘组成，在第三步进盘上测量盘的电刷与代换盘的电刷经过导线连接，第四盘为双滑线盘，两根滑线电阻阻值范围都是0～11Ω，即始端为0Ω，末端为11Ω，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、1、2、……10十一个示值点的10大格，每大格有不标数字均匀分布的10小格，每大格对应阻值为1.1Ω，双滑线盘刻度盘的“0”示值，也就是第Ⅳ′代换盘滑线及第Ⅳ测量盘滑线第0触点，即双滑线盘的电刷接触滑线电阻上的始端，双滑线盘的刻度盘“10”示值，也就是第Ⅳ′代换盘滑线及第Ⅳ测量盘滑线第10触点，即双滑线盘的电刷接触滑线电阻上的末端；两根滑线电阻上的电刷是同一片金属片；第Ⅰ′代换盘第20触点连接第Ⅱ′代换盘第10触点，第Ⅱ′代换盘第0触点连接第Ⅳ′代换盘滑线第10触点，第Ⅳ测量盘滑线第0触点连接第Ⅱ测量盘第10触点，第Ⅱ测量盘第0触点经过一只2000/11Ω电阻R₁后与第Ⅰ测量盘第0触点连接，第Ⅰ′代换盘第0触点经过一只212210/11Ω电阻R₃后与第Ⅲ′代换盘第0触点连接，第Ⅲ测量盘第10触点与第Ⅰ测量盘第20触点连接；第Ⅰ′代换盘电刷通过8490/11Ω电阻R₄后与300Ω电阻r₁的一端及30Ω电阻r₃的一端并联在直流电位差计工作电源正极，电阻r₁的另一端连接三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-1层的×1量程触点，电阻r₃的另一端连接三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-1层的×0.1及×0.01量程触点，第Ⅰ测量盘电刷连接三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-1层的×10量程触点后连接K_1-2层的×1量程触点，三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-2层的×1量程触点与×0.1量程触点间通过270Ω电阻r₄连接，三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-2层的×0.01量程触点与×0.1量程触点间通过27000Ω电阻r₅连接，三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-3层的×0.01量程触点与×0.1量程触点间通过0.27Ω电阻r₆连接，三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-3层的×0.01量程触点通过240.03Ω电阻r₇连接K_1-3层的×1量程触点间，三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-3层的×1量程触点与K_1-3层的×10量程触点间通过2430Ω电阻r₂连接，K_1-3层的×10量程触点与926Ω的调定电阻R_N的高电位端连接，三刀四掷量程转换开关K₁的K_1-1层、K_1-2层、K_1-3层的三个常闭触点短接；直流电位差计用于连接被测量“U_X”的两个端钮，正极端钮与第Ⅳ测量盘滑线第10触点连接，负极端钮通过检流计切换开关K₂与第Ⅲ测量盘第0触点连接。