[发明专利]一种最小步进为0.1μV的电压测量仪器

说明书

技术领域

本发明涉及对直流电压进行测量的仪器。

背景技术

当前对于有四个测量盘的电位差计，在四个测量盘之间的连接上，中间盘普遍采用开关切换，这样就产生接触电阻的变差，给分辨率带来限制。为了克服该问题，一般采用大电刷以增大接触面积，并采用银-铜复合材料；申请号20051006223.1公开了有四个测量盘的电位差计解决开关接触电阻变差的新方法，它的第一、第二步进盘各有测量盘与代换盘组成，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，它的第三、第四步进盘各有测量盘、代换盘与辅助盘组成，由于第三步进盘不置在10时，第四步进盘置不同示值时电路总阻是变化的，第三步进盘置在10时，第四步进盘置不同示值时电路总阻不变，为此第三步进盘除有测量盘、代换盘外，增加了辅助盘来区别步进盘置10及不置10两种情况的电路连接，第四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；由于电位差计步进盘开关每个步进转动15°角，每层可分布24个触点，第一步进盘的测量盘与代换盘是21个触点，需内外两层，每层都有电阻，内层电阻超差对维修带来不便，第四步进盘的测量盘、代换盘与辅助盘各半层，步进盘开关也需内外两层，内层也有电阻，维修也不方便。

发明内容

本发明的目的是设计有四个测量盘的一种最小步进为0.1μV的电压测量仪器，在四个测量盘的连接上不通过开关切换，第一步进盘取消代换盘，且使四个步进盘上的电阻都能装在一层。

本发明的技术方案这样采取：从电压测量仪器3V工作电源的正极经过在四个步进盘上的电阻、量程转换电阻及量程转换开关组成的电阻测量网络到509Ω的调定电阻R_N及0～1Ω可锁定的可调电阻R_P3，再经过10×22Ω可调电阻R_P1及0～25Ω可调电阻R_P2回到工作电源的负极组成电压测量仪器工作回路；标准电池E_N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R_N及可锁定的可调电阻R_P3，再经过75KΩ限流电阻R到标准电池E_N负极组成电压测量仪器标准回路；电压测量仪器的两个测量端钮，正极端钮经过四个测量盘的电阻网络后，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到负极端钮组成电压测量仪器补偿回路；其特征在于第一步进盘有测量盘I，它有0、1、2……22共23个档位，除第0、1触点间直接连接外，其余各档触点间连接10Ω电阻一只，另有辅助盘I’及辅助盘I”，辅助盘I’的电刷与辅助盘I”的电刷用导线连接，连接点为电路节点B，辅助盘I’及辅助盘I”的第0触点孤立，辅助盘I’其余所有触点用导线连接，及辅助盘I”其余所有触点用导线连接；第二步进盘由测量盘II与辅助盘II′组成，测量盘II有0、1、2、……10共11个档位，0～8档位上面有9个9Ω的电阻连接成环状：第1个电阻R₁一端焊接第2个电阻R₂一端，电阻R₂另一端焊接第3个电阻R₃一端……依次焊接，第8个电阻R₈另一端与第9个电阻R₉的一端连接点为电路节点H，第9个电阻R₉另一端与第1个电阻R₁的另一端与第三步进盘中测量盘III的第0触点连接，第三步进盘中测量盘III的第0触点为电路节点D；在第二步进盘的测量盘II中，电阻R₁与电阻R₂的连接点经过12Ω电阻与第1触点连接，电阻R₂与电阻R₃的连接点经过6Ω电阻与第2触点连接，电阻R₃与电阻R₄的连接点经过2Ω电阻与第3触点连接，电阻R₄与电阻R₅的连接点与第4触点连接，电阻R₅与电阻R₆的连接点与第5触点连接，电阻R₆与电阻R₇的连接点经过2Ω电阻与第6触点连接，电阻R₇与电阻R₈的连接点经过6Ω电阻与第7触点连接，电阻R₈与电阻R₉的连接点即节点H一路经过12Ω电阻与第8触点连接，另一路经过1Ω电阻后到节点F再经过11Ω电阻与第9触点连接，节点F经过1Ω电阻到节点C，节点C经过10Ω电阻与第10触点连接，测量盘II的第0触点经过20Ω电阻与节点D连接，第二步进盘的辅助盘II′上是10×0.5Ω的电阻；第三步进盘由同是10×1Ω的测量盘III与代换盘III’组成，测量盘III的电刷与代换盘III’的电刷是同一片金属刷片；第四步进盘只有测量盘IV，它各个触点与测量盘III上的对应触点连接；辅助盘II′第10触点与100Ω电阻R₁₇的一端并联于节点A，节点A连接电压测量仪器3V工作电源的正极，100Ω电阻R₁₇的另一端连接量程转换开关K₁中K_1-1层的×0.1、×1量程触点，辅助盘II′的第0触点连接辅助盘I”的第0触点，辅助盘II′的电刷连接辅助盘I”除第0触点外的其它触点，测量盘II的电刷经过200Ω电阻R₁₂后连接辅助盘I’的电刷与辅助盘I”的电刷连接的节点B，辅助盘I’除第0触点外的其他触点连接测量盘I第22触点，测量盘I第0、1触点与节点C连接，辅助盘I’的第0触点经过220Ω电阻后与节点D连接，测量盘IV的电刷串联100kΩ电阻R₁₅后与284.725Ω电阻R₁₆一端的连接点为电路节点E，代换盘III’的第10触点串联9995Ω电阻R₁₄后连接节点E，529.392Ω电阻R₁₃一端连接节点D、另一端连接节点E，284.725Ω电阻R₁₆的另一端连接于量程转换开关K₁中K_1-1层的×10量程触点，K_1-1层的×10量程触点与量程转换开关K₁中K_1-2层的×1量程触点用导线连接，K_1-2层的×1量程触点经过9000Ω电阻R₁₈后与K_1-2层的×0.1量程触点连接，量程转换开关K₁中K_1-3层的×10量程触点连接调定电阻R_N高电位一端，量程转换开关K₁中K_1-3层的×1量程触点经过810Ω电阻R₁₉后与调定电阻R_N高电位一端连接，量程转换开关K₁中K_1-3层的×0.1量程触点经过801Ω电阻R₂₀后与调定电阻R_N高电位一端连接，电压测量仪器的两个测量端钮，正极端钮与测量盘I电刷连接，负极端钮经过双刀双掷开关K₂后与测量盘III的第10触点连接。