二量程便携式电位差计 |
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| 申请号 | CN201610093758.3 | 申请日 | 2016-02-15 | 公开(公告)号 | CN105738672A | 公开(公告)日 | 2016-07-06 |
| 申请人 | 富阳精密仪器厂; | 发明人 | 骆君; | ||||
| 摘要 | 一种用于直流 电压 测量的二量程便携式电位差计，它用五刀五掷 开关 替代现有各种型号便携式电位差计都采用的扳键开关，现有扳键开关绝缘达不到仪器生产要求，所以仪器生产厂对外购的扳键开关要进行再处理，如采用五刀五掷开关，那么各种型号、各种材质的五刀五掷开关选购余地很大，可选用绝缘达到仪器生产要求的开关；本仪器由于第一步进盘有28个步进，所以测量范围广。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于直流电压测量的二量程便携式电位差计，电流从便携式电位差计4.5V工作电源B1的正极经过三个步进盘及量程转换电阻、量程转换开关到便携式电位差计校对标准用的203Ω内附调定电阻RN，又经过0～1Ω可锁定的可调电阻RP2，再经过双刀双掷开关K1的K1-1的层、51Ω电阻R1、0～150Ω可调电阻RP1到便携式电位差计4.5V工作电源B1的负极，组成便携式电位差计工作回路；从不饱和标准电池EN正极经过四刀五掷开关K2的K2-2层、电阻R8、四刀五掷开关K2的K2-1层，又经过调定电阻RN、可调电阻RP2、电阻R5到不饱和标准电池EN负极组成便携式电位差计标准回路；其特征在于：补偿回路有三个步进盘，第一步进盘有测量盘I，测量盘I上有0、1、2、……28共29个档位，每个档位触点间焊接20Ω电阻一只，第二步进盘由各有0、1、2、……10共11个档位的测量盘II与代换盘II′组成，每个档位间焊接2Ω电阻一只，测量盘II每增加一只电阻代换盘II′就减少同等阻值一只电阻，反之也一样，以保持电路总阻不变。第三盘是滑线盘III，滑线盘III始端为0Ω，末端为2.2Ω，电流到电路节点C分成两路，一路经过2.8Ω电阻R2后与第一步进盘第28档位触点连接，第一步进盘第0档位触点连接第二步进盘的测量盘II第0档位触点，测量盘II第10档位触点连接滑线盘III始端，滑线盘III末端连接代换盘II′第0档位触点，代换盘II′第10档位触点连接量程转换开关K3的K3-2层×10量程触点后连接量程转换开关K3的K3-1层×1量程触点，再经过526.5Ω电阻R4后连接调定电阻RN高电位端，调定电阻RN高电位端为电路节点A；另一路经过65Ω电阻R3后连接量程转换开关K3的K3-2层×1量程触点，量程转换开关K3的K3-1层常闭触点与K3-2层常闭触点间用导线连接；四刀五掷开关K2置“标准”档位时，四刀五掷开关K2的K2-1层对应触点连接电路节点A，四刀五掷开关K2的K2-2层对应触点连接不饱和标准电池EN正极，四刀五掷开关K2的K2-3层对应触点、四刀五掷开关K2的K2-4层对应触点与电路断开；四刀五掷开关K2置“测量”档位时，四刀五掷开关K2的K2-1层对应触点连接四刀五掷开关K2的K2-3层对应触点并连接470Ω电阻R6的一端，电阻R6的另一端与1KΩ电阻R7的一端连接于量程转换开关K3的K3-3层×10量程触点，电阻R7的另一端量程转换开关K3的K3-3层×1量程触点，并连接四刀五掷开关K2的K2-4层对应触点，四刀五掷开关K2的K2-2层对应触点连接量程转换开关K3的K3-3层常闭触点，四刀五掷开关K2的K2-3层常闭触点连接“未知”接线端钮正极，“未知”接线端钮负极连接滑线盘III可变动触点，四刀五掷开关K2的K2-4层常闭触点连接第一步进盘测量盘I的常闭触点；四刀五掷开关K2置“输出”档位时，四刀五掷开关K2的K2-3层对应触点与四刀五掷开关K2的K2-4层对应触点连接。 |
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| 说明书全文 | 二量程便携式电位差计技术领域背景技术[0002] 当前便携式电位差计的“标准-测量”转换开关普遍采用扳键开关，扳键开关目前国内只有一家厂生产，每只扳键开关要58元，而且生产出来的扳键开关绝缘达不到仪器生产要求，需要仪器生产厂对扳键开关再做绝缘处理。 发明内容[0003] 本发明的目的是设计一种二量程便携式电位差计，它用一只具有“测量-标准-输出”三种功能可以切换的四刀五掷开关，替代便携式电位差计“标准-测量”转换用扳键开关。 [0004] 本发明的技术方案这样采取：电流从便携式电位差计4.5V工作电源B1的正极经过三个步进盘及量程转换电阻、量程转换开关到便携式电位差计校对标准用的203Ω内附调定电阻RN，又经过0～1Ω可锁定的可调电阻RP2，再经过双刀双掷开关K1的K1-1的层、51Ω电阻R1、0～150Ω可调电阻RP1到便携式电位差计4.5V工作电源B1的负极，组成便携式电位差计工作回路；从不饱和标准电池EN正极经过四刀五掷开关K2的K2-2层、电阻R8、四刀五掷开关K2的K2-1层，又经过调定电阻RN、可调电阻RP2、电阻R5到不饱和标准电池EN负极组成便携式电位差计标准回路；补偿回路有三个步进盘，第一步进盘有测量盘I，测量盘I上有0、1、2、……28共29个档位，每个档位触点间焊接20Ω电阻一只，第二步进盘由各有0、1、2、……10共11个档位的测量盘II与代换盘II′组成，每个档位间焊接2Ω电阻一只，测量盘II每增加一只电阻代换盘II′就减少同等阻值一只电阻，反之也一样，以保持电路总阻不变。第三盘是滑线盘III，滑线盘III始端为0Ω，末端为2.2Ω，电流到电路节点C分成两路，一路经过2.8Ω电阻R2后与第一步进盘第28档位触点连接，第一步进盘第0档位触点连接第二步进盘的测量盘II第0档位触点，测量盘II第10档位触点连接滑线盘III始端，滑线盘III末端连接代换盘II′第0档位触点，代换盘II′第10档位触点连接量程转换开关K3的K3-2层×10量程触点后连接量程转换开关K3的K3-1层×1量程触点，再经过526.5Ω电阻R4后连接调定电阻RN高电位端，调定电阻RN高电位端为电路节点A；另一路经过65Ω电阻R3后连接量程转换开关K3的K3-2层×1量程触点，量程转换开关K3的K3-1层常闭触点与K3-2层常闭触点间用导线连接；四刀五掷开关K2置“标准”档位时，四刀五掷开关K2的K2-1层对应触点连接电路节点A，四刀五掷开关K2的K2-2层对应触点连接不饱和标准电池EN正极，四刀五掷开关K2的K2-3层对应触点、四刀五掷开关K2的K2-4层对应触点与电路断开；四刀五掷开关K2置“测量”档位时，四刀五掷开关K2的K2-1层对应触点连接四刀五掷开关K2的K2-3层对应触点并连接470Ω电阻R6的一端，电阻R6的另一端与1KΩ电阻R7的一端连接于量程转换开关K3的K3-3层×10量程触点，电阻R7的另一端量程转换开关K3的K3-3层×1量程触点，并连接四刀五掷开关K2的K2-4层对应触点，四刀五掷开关K2的K2-2层对应触点连接量程转换开关K3的K3-3层常闭触点，四刀五掷开关K2的K2-3层常闭触点连接“未知”接线端钮正极，“未知”接线端钮负极连接滑线盘III可变动触点，四刀五掷开关K2的K2-4层常闭触点连接第一步进盘测量盘I的常闭触点；四刀五掷开关K2置“输出”档位时，四刀五掷开关K2的K2-3层对应触点与四刀五掷开关K2的K2-4层对应触点连接。 [0005] 通过以上技术方案，都能使便携式电位差计不用扳键开关，可以降低仪器采购成本，缩小仪器体积，由于第一步进盘测量盘I两个相邻触点与圆心间的夹角为11°15′，转一周有32个档位，除去两个档位用于定位，本发明用了28个步进，实际可以有30个步进，可以有效扩大仪器测量范围。附图说明 [0006] 图1是二量程便携式电位差计的原理电路，在图1中，28×20Ω表示测量盘I上有28只阻值是20Ω的电阻串联。 具体实施方式[0007] 由于不饱和标准电池的电动势在出厂时是离散的，在1.0188V～1.0196V之间，便携式电位差计标准工作电流确定为5mA，5mA流过203Ω调定电阻RN及1Ω可调电阻RP2，可以覆盖不饱和标准电池的电动势变化范围，在图1中，当量程转换开关K3的K3-1层、K3-2层置“×10”量程时，电路节点C和电路节点A之间的电阻阻值是585Ω，共计789Ω，电源用三组1.5V干电池串联供电，干电池电动势在1.4V以下时电流稳不住，因此在工作回路中串联51Ω电阻R1，工作回路电压为4.2V，使干电池处于1.4V以上工作，干电池新的时候会有1.65V，就用 0～150Ω可调电阻RP1进行调节，使电源电动势在4.2V至4.95V范围内变化时，都能把工作电流调节到5mA；当量程转换开关K3的K3-1层、K3-2层置“×1”量程时，三个步进盘上的电阻加 2.8Ω电阻R2共计585Ω，被65Ω电阻R3并联，就有4.5mA流过电阻R3，0.5mA流过三个步进盘，因此，量程就变为十分之一，三个步进盘上电阻并联65Ω电阻R3后减少的阻值，通过串联 526.5Ω电阻R4保持电路阻值不变；双刀双掷开关K1置“断”时，K1-2层切断9V电源B2对运算放大器供电，K1-1层切断4.5V电源B1对工作回路供电。 [0008] 可调电阻RP2滑动触点的位置是这样确定的：把标准电压信号接在“未知”接线柱两端，量程倍率、测量盘I、测量盘II及滑线盘III，所示示值与标准电压信号值相等，四刀五掷开关K2掷向“测量”，调节可调电阻RP1，使检流计Q指零，再将四刀五掷开关K2掷向“标准”，调节可调电阻RP2，使检流计Q指零，再重复一次，当四刀五掷开关K2掷向“标准”档位及掷向“测量”档位，检流计Q都指零时，把可调电阻RP2锁定，这时可调电阻RP2滑动触点与节点A间的电压等于内附不饱和标准电池的电动势，也就是便携式电位差计的工作电流就标准化了。 [0009] 当便携式电位差计要用于测量时，先校对标准：将四刀五掷开关K2掷向“标准”，调节可调电阻RP1，使检流计Q指零，把被测量按极性接在“未知”接线柱两端，调节量程倍率、测量盘I、测量盘II及滑线盘III，使检流计Q指零。这时量程倍率及测量盘I、测量盘II及滑线盘III上读数就是被测电压值；当便携式电位差计要输出标准电压信号时，先校对标准：将四刀五掷开关K2掷向“标准”，调节可调电阻RP1，使检流计Q指零，再将四刀五掷开关K2掷向“输出”，调节量程倍率、测量盘I、测量盘II及滑线盘III，这时量程倍率、测量盘I、测量盘II及滑线盘III上读数就是输出标准电压值；这时“未知”正极端钮与便携式电位差计第一步进盘触点直接连接，便携式电位差计内阻最小，有利于输出正确电压值。 [0010] 便携式电位差计在×10量程时信号电流比较大，取信号电流的R6/(R6+R7)进入运放输入端，在×1量程时信号电流小，全部信号电流进入运放输入端。 |
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