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    重庆时时彩五星组势图: 多量程电压测量装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN200910155430.X

    申请日:

    2009.12.14

    公开号:

    CN101710145A

    公开日:

    2010.05.19

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):G01R 17/20申请日:20091214授权公告日:20110413终止日期:20131214|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 17/20申请日:20091214|||公开
    IPC分类号: G01R17/20 主分类号: G01R17/20
    申请人: 骆小君
    发明人: 骆小君
    地址: 311419 浙江省杭州市富阳市大源永庆村
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200910155430.X

    授权公告号:

    |||101710145B||||||

    法律状态公告日:

    2015.02.04|||2011.04.13|||2010.07.07|||2010.05.19

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种用于直流电压测量有三个测量盘的多量程电压测量装置,它有二只步进盘和一只双滑线盘组成,电压测量装置内部的两个测量盘与测量滑线间用导线连接,不通过开关切换,使电压测量装置测量时不存在变差及热电势影响,通过改变接触量程转换电阻的位置及工作电流的大小获得四个量程,最小分辨率达0.1μV,且省去了第一步进盘的两只辅助盘。

    权利要求书

    1: 一种多量程电压测量装置,电流从电压测量装置4.5V工作电源的正极经过节点F、B之间的两个步进盘、一个双滑线盘及量程转换电阻的电阻测量网络到双刀四掷量程转换开关K 1 及调定电阻RN和可锁定的可调电阻,再经过可调电阻R P1 、R P2 、R P3 及可调电阻R P4 回到工作电源负极组成电压测量装置的工作回路;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K 2 到调定电阻及可锁定的可调电阻到标准电池E N 负极组成电压测量装置标准回路;电压测量装置用于连接被测量“U X ”的两个端钮,正极端钮经过两个测量盘及一个双滑线盘后,再经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K 2 到负极端钮组成电压测量装置补偿回路;其特征在于第一步进盘只有测量盘I,它有0、1、2、……22共23个档位,各档位触点间连接100Ω电阻一只;第三盘为双滑线盘,两根滑线粗细材质相同,阻值都是100Ω,其中一根为测量滑线III,另一根为辅助滑线III′,双滑线盘的刻度盘分10大格,每大格对应的阻值为10Ω,每大格分10小格,两根滑线电阻上的电刷是同一片金属刷片;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,0~9档位上面有10个100Ω的电阻,第1个电阻R 1 一端焊接第2个电阻R 2 一端,电阻R 2 另一端焊接第3个电阻R 3 一端,电阻R 3 另一端焊接第4个电阻R 4 一端,电阻R 4 另一端焊接第5个电阻R 5 一端,电阻R 5 另一端焊接第6个电阻R 6 一端,电阻R 6 另一端焊接第7个电阻R 7 一端,电阻R 7 另一端焊接第8个电阻R 8 一端,电阻R 8 另一端焊接第9个电阻R 9 一端,第9个电阻R 9 另一端与第10个电阻R 10 的一端连接点为电路节点A,第10个电阻R 10 另一端与第1个电阻R 1 的另一端的连接点为电路节点B,电阻R 1 与电阻R 2 的连接点经过160Ω电阻与第1触点连接,电阻R 2 与电阻R 3 的连接点经过90Ω电阻与第2触点连接,电阻R 3 与电阻R 4 的连接点经过40Ω电阻与第3触点连接,电阻R 4 与电阻R 5 的连接点经过10Ω电阻与第4触点连接,电阻R 6 与电阻R 6 的连接点与第5触点连接,电阻R 6 与电阻R 7 的连接点经过10Ω电阻与第6触点连接,电阻R 7 与电阻R 8 的连接点经过40Ω电阻与第7触点连接,电阻R 8 与电阻R 9 的连接点经过90Ω电阻与第8触点连接,电阻R 9 与电阻R 10 的连接点经过160Ω电阻与第9触点连接,电阻R 10 与电阻R 9 的连接点节点A经过10Ω电阻R 11 后到节点C,节点C经过150Ω电阻后与第10触点连接,测量盘II的第0触点经过250Ω电阻与节点B连接,第二步进盘的辅助盘II′上是10只5Ω的电阻,辅助盘II’的电刷经过2050Ω电阻R 12 后连接测量盘II的电刷,辅助盘II′的电刷连接测量盘I第22个触点,测量盘I的第0触点连接电路节点C,辅助盘II′第10触点与23000Ω电阻R 13 的一端连接点为节点D,节点D经过50/7Ω电阻R 15 后与1150Ω量程转换电阻r 1 一端并联在节点F,节点F连接电位差计工作电源的正极;电阻R 13 的另一端连接测量滑线III的始端第0触点,测量滑线III的末端第10触点经过900Ω电阻R 14 后连接电路节点B;节点B与10350Ω量程转换电阻r 2 一端并联在双刀四掷量程转换开关K 1 的K 1-1 层×10量程触点及×0.1量程触点,量程转换电阻r 2 的另一端与1150Ω量程转换电阻r 1 的另一端并联在双刀四掷量程转换开关K 1 的K 1-1 层×0.01量程及×1量程触点,双刀四掷量程转换开关K 1 的K 1-2 层×1量程触点连接×10量程触点后,经过441Ω调定电阻RN 1 和调节范围在0~0.6Ω可锁定的可调电阻R P6 连接标准电池E N 负极,双刀四掷量程转换开关K 1 的K 1-2 层×0.01量程触点连接×0.1量程触点后,经过44100Ω调定电阻RN 2 和调节范围在0~56Ω可锁定的可调电阻R P5 连接标准电池E N 负极,标准电池E N 负极经过由22只7680Ω电阻组成的可调电阻R P1 、由22只350Ω电阻组成的可调电阻R P2 、由22只15Ω电阻组成的可 调电阻R P3 及调节范围在0~18Ω的可调电阻R P4 回到工作电源负极;双刀四掷量程转换开关K 1 的K 1-1 层及K 1-2 层两个常闭触点连接调定电阻RN高电势端;电压测量装置用于连接被测量“U X ”的两个端钮,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K 2 后与辅助滑线III′连接。

    说明书


    多量程电压测量装置

        【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

        日前对于有三个测量盘的电压测量装置,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;专利号200720109904.3、200720107591.8、200720107586.7公开了有三个测量盘四量程的电压测量装置解决开关接触电阻的变差新方法,它的第一步进盘有一只测量盘与两只辅助盘组成,两个测量盘连接后与滑线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,三个测量盘上的电阻之间不存在开关切换,也就不产生变差;由于第一步进盘有三层,使开关及仪器结构变得复杂,同时增加了仪器的高度。

        【发明内容】

        本发明的目的是设计一种多量程电压测量装置,在三个测量盘的连接上中间盘不通过开关切换,而且第一步进盘取消两只辅助盘。

        本发明的技术方案这样采?。?br>
        电流从电压测量装置4.5V工作电源的正极经过节点F、B之间的两个步进盘、一个双滑线盘及量程转换电阻的电阻测量网络到双刀四掷量程转换开关K1及调定电阻RN和可锁定的可调电阻,再经过可调电阻RP1、RP2、RP3及可调电阻RP4回到工作电源负极组成电压测量装置的工作回路;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到调定电阻及可锁定的可调电阻到标准电池EN负极组成电压测量装置标准回路;电压测量装置用于连接被测量“UX”的两个端钮,正极端钮经过两个测量盘及一个双滑线盘后,再经过两个常闭触点之间接有检流计G的双刀双掷开关K2到负极端钮组成电压测量装置补偿回路;其特征在于第一步进盘只有测量盘I,它有0、1、2、……22共23个档位,各档位触点间连接100Ω电阻一只;第三盘为双滑线盘,两根滑线粗细材质相同,阻值都是100Ω,其中一根为测量滑线III,另一根为辅助滑线III′,双滑线盘的刻度盘分10大格,每大格对应的阻值为10Ω,每大格分10小格,两根滑线电阻上的电刷是同一片金属刷片;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,0~9档位上面有10个100Ω的电阻,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,电阻R3另一端焊接第4个电阻R4一端,电阻R4另一端焊接第5个电阻R5一端,电阻R6另一端焊接第6个电阻R6一端,电阻R6另一端焊接第7个电阻R7一端,电阻R7另一端焊接第8个电阻R8一端,电阻R8另一端焊接第9个电阻R9一端,第9个电阻R9另一端与第10个电阻R10的一端连接点为电路节点A,第10个电阻R10另一端与第1个电阻R1的另一端的连接点为电路节点B,电阻R1与电阻R2的连接点经过160Ω电阻与第1触点连接,电阻R2与电阻R3的连接点经过90Ω电阻与第2触点连接,电阻R3与电阻R4的连接点经过40Ω电阻与第3触点连接,电阻R4与电阻R5的连接点经过10Ω电阻与第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10Ω电阻与第6触点连接,电阻R7与电阻R8的连接点经过40Ω电阻与第7触点连接,电阻R8与电阻R9的连接点经过90Ω电阻与第8触点连接,电阻R9与电阻R10的连接点经过160Ω电阻与第9触点连接,电阻R10与电阻R9的连接点节点A经过10Ω电阻R11后到节点C,节点C经过150Ω电阻后与第10触点连接,测量盘II的第0触点经过250Ω电阻与节点B连接,第二步进盘的辅助盘II′上是10只5Ω的电阻,辅助盘II’的电刷经过2050Ω电阻R12后连接测量盘II的电刷,辅助盘II′的电刷连接测量盘I第22个触点,测量盘I的第0触点连接电路节点C,辅助盘II′第10触点与23000Ω电阻R13的一端连接点为节点D,节点D经过50/7Ω电阻R15后与1150Ω量程转换电阻r1一端并联在节点F,节点F连接电压测量装置工作电源的正极;电阻R13的另一端连接测量滑线III的始端第0触点,测量滑线III的末端第10触点经过900Ω电阻R14后连接电路节点B;节点B与10350Ω量程转换电阻r2一端并联在双刀四掷量程转换开关K1的K1-1层×10量程触点及×0.1量程触点,量程转换电阻r2的另一端与1150Ω量程转换电阻r1的另一端并联在双刀四掷量程转换开关K1的K1-1层×0.01量程及×1量程触点,双刀四掷量程转换开关K1的K1-2层×1量程触点连接×10量程触点后,经过441Ω调定电阻RN1和调节范围在0~0.6Ω可锁定的可调电阻RP6连接标准电池EN负极,双刀四掷量程转换开关K1的K1-2层×0.01量程触点连接×0.1量程触点后,经过44100Ω调定电阻RN2和调节范围在0~56Ω可锁定的可调电阻RP5连接标准电池EN负极,标准电池EN负极经过由22只7680Ω电阻组成的可调电阻RP1、由22只350Ω电阻组成的可调电阻RP2、由22只15Ω电阻组成的可调电阻RP3及调节范围在0~18Ω的可调电阻RP4回到工作电源负极;双刀四掷量程转换开关K1的K1-1层及K1-2层两个常闭触点连接调定电阻RN高电势端;电压测量装置用于连接被测量“UX”的两个端钮,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后与辅助滑线III′连接。

        通过以上技术方案,第一步进盘省去了二只辅助盘,使电压测量装置结构简单,体积缩小,也降低了生产成本,同时在补偿回路内三只测量盘连接的线路上没有经过开关,所以不存在变差及热电势影响;第一步进盘及双滑线盘的电刷切换引起阻值变化不影响测量数值,只影响检流计阻尼,且与整个补偿回路的电阻变化比起来电刷切换引起阻值变化可以忽略。

        【附图说明】

        图1是本发明原理电路。

        在图1中,22×100Ω地测量盘I,表示测量盘I由22只100Ω的电阻组成;同理,22×7680Ω的可调电阻RP1,表示可调电阻RP1由22只7680Ω电阻组成,22×350Ω的可调电阻RP2,表示可调电阻RP2由22只350Ω电阻组成,22×15Ω的可调电阻RP3,表示可调电阻RP3由22只15Ω电阻组成,10×5Ω的辅助盘II′,表示辅助盘II′由10只5Ω的电阻组成,测量盘II的电阻环形网内有“9×100Ω”,表示测量盘II的电阻环形网内电阻R1~电阻R9九只电阻阻值都是100Ω。

        【具体实施方式】

        在图1中,测量盘II在1~9触点之间有十只100Ω首尾相连的电阻环,当测量盘II置“5”时,测量盘II的电刷到节点B之间是5只100Ω电阻与5只100Ω电阻并联,并联后阻值最大为250Ω,所以第5触点与电阻环上对应点直接连接,测量盘II的其它触点与节点B之间的电阻值都要成250Ω;当测量盘II置“4”或置“6”时,测量盘II的电刷到节点B之间是4只100Ω电阻与6只100Ω电阻并联,并联后阻值为240Ω,所以第4、6触点经过10Ω电阻与电阻环上对应点连接;当测量盘II置“3”或置“7”时,测量盘II的电刷到节点B之间是3只100Ω电阻与7只100Ω电阻并联,并联后阻值为210Ω,所以第3、7触点经过40Ω电阻与电阻环上对应点连接;当测量盘II置“2”或置“8”时,测量盘II的电刷到节点B之间是2只100Ω电阻与8只100Ω电阻并联,并联后阻值为160Ω,所以第2、8触点经过90Ω电阻与电阻环上对应点连接;当测量盘II置“1”或置“9”时,测量盘II的电刷到节点B之间是1只100Ω电阻与9只100Ω电阻并联,并联后阻值为90Ω,所以第1、9触点经过160Ω电阻与电阻环上对应点连接;当测量盘II置“0”,测量盘II的第0触点到节点B之间是250Ω电阻连接,当测量盘II置“10”,测量盘II的第10触点到节点B之间是160Ω电阻加90Ω电阻环连接成250Ω电阻。

        第二步进盘的测量盘II的电刷与辅助盘II′的电刷是同步的,第二步进盘置“0”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间的电阻值是两个同是2300Ω的电阻并联,因此是1150Ω。

        当第二步进盘不置“0”、“9”及“10”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间的电阻值的计算,都需要进行三角形-星形变换。

        第二步进盘置“1”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值的计算:设电阻(R2+R3+…+R9)与电阻R10两边阻值等效于电阻r1,电阻R10与电阻R1两边阻值等效于电阻r1’电阻(R2+R3+…+R9)与电阻R1两边阻值等效于电阻r1”,等效于电阻r1、r1’、r1”交点为Q1:

        则r1=(R2+R3+…+R9)×R10/(R1+R2+…+R10)=800×100/1000Ω=80Ω

        r1’=R1×R10/(R1+R2+…+R10+R11)=100×100/10×100Ω=10Ω

        r1”=(R2+R3+…+R9)×R1/(R1+R2+…+R10)=800×100/1000Ω=80Ω

        辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值等于(2210Ω+r1)×(2210Ω+r1”)/(2×2290)Ω+r1’=2290Ω/2+10Ω=1145Ω+10Ω=1155Ω

        第二步进盘置“2”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值的计算:设电阻(R3+R4+…+R9)与电阻R10两边阻值等效于电阻r2,电阻R10与电阻(R1+R2)两边阻值等效于电阻r2’电阻(R3+R4+…+R9)与电阻(R1+R2)两边阻值等效于电阻r2”,等效于电阻r2、r2’、r2”交点为Q2:

        则r2=70Ω????r2’=20Ω????r2”=140Ω

        辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值等于(2210Ω+r2)×(2050Ω+90Ω+r2”)/(2×2280)Ω+r2’=2280Ω/2+20Ω=1140Ω+20Ω=1160Ω。

        同理,第二步进盘置“3”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值是1165Ω,

        第二步进盘置“4”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值是1170Ω,

        第二步进盘置“5”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值是1175Ω,

        ……

        第二步进盘置“9”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值是(2210/2+90)Ω=1195Ω,第二步进盘置“10”时,辅助盘II′的电刷与节点B之间电阻值是(2200/2+100)Ω=1200Ω。

        由于测量盘II每步进增加5Ω,因此辅助盘II′每步进减少5Ω,使电路总阻不变。

        电压测量装置标准工作电流有两个:在×10、×1量程时,标准工作电流是2.31mA,在×0.1、×0.01量程时,标准工作电流是0.0231mA,

        节点D经过两个步进盘到节点B的并联电阻是1200Ω,节点D经过滑线盘到节点B的电阻是2400Ω,节点D经过滑线盘到节点B的电阻值是节点D经过两个步进盘到节点B的电阻值的20倍,节点D经过两个步进盘到节点B的总电流是节点D经过滑线盘到节点B电流的20倍,在×10量程,节点D经过三个测量盘到节点B的并联电阻为1200×24000/(1200+24000)Ω=800/7Ω,加上50/7Ω电阻R15总共1150Ω,并联在节点F与节点B之间的另一支路1150Ω量程转换电阻r1与10350Ω量程转换电阻r2之和是11500Ω,因此电压测量装置标准工作电流的10/11流过电阻R15、节点D到节点B,1/11流过1150Ω量程转换电阻r1、电阻r2到节点B;在×1量程,三个测量盘并联电阻加上50/7Ω电阻R15串联10350Ω量程转换电阻r2之和是11500Ω,与1150Ω量程转换电阻r1并联,因此电压测量装置工作电流的1/11流过电阻R15、节点D到节点B,经过电阻r2到开关K1的×1量程触点,10/11流过1150Ω量程转换电阻r1到开关K1的×1量程触点,电压测量装置工作电流标准化时的电流为2.31mA,在×10量程,2.1mA电流经过节点D到三个测量盘汇合于节点B,0.21mA电流流过1150Ω量程转换电阻r1与10350Ω量程转换电阻r2;在×1量程,0.21mA电流经过节点D到三个测量盘汇合于节点B,2.1mA电流流过1150Ω量程转换电阻r1。在×1量程,流过节点D到三个测量盘汇合于节点B的电流是在×10量程时的1/10。

        在×10量程,节点D经过两个步进盘到节点B的总电流是2mA,测量滑线III上电流是0.1mA;根据三角形-星形变换,辅助盘II′电刷经过测量盘I到等效电阻rn、rn’、rn”的交点Qn(n=1、2、3…9)的电阻与辅助盘II′电刷经过2050Ω电阻R12到交点Qn的电阻相等,所以流过测量盘I与2050Ω电阻R12的电流各为1mA;测量盘II置“10”时,辅助盘II′电刷经过测量盘I到节点C的电阻与辅助盘II′电刷经过2050Ω电阻R12到节点C的电阻都等于2200Ω,所以流过测量盘I与2050Ω电阻R12的电流也各为1mA。

        对于测量盘II在1~9触点之间的十只100Ω首尾相连的电阻环而言,测量盘II置“1”时电阻R1与9只阻值同为100Ω电阻并联,流过电阻R10的电流为1/10mA,节点A与节点B之间的电压UAB=1/10×100mV=10mV;测量盘II置“2”时电阻(R1+R2)与8只阻值同为100Ω电阻并联,流过电阻R10的电流为2/10mA,节点A与节点B之间的电压UAB=2/10×100mV=20mV;同理,测量盘II置“n”时(n=1、2、3…9)电阻节点A与节点B之间的电压UAB=n×10mV;测量盘II置10”时,节点A与节点B之间90Ω电阻上的电压UAB=90mV加1Ω电阻R11上10mV,共100mV;流过测量滑线III的电流是0.1mA,工作电流标准化时,第一步进盘置n1、第二步进盘置n2、第三盘置n3(n3表示大格示值)这时“Ux”两个测量端钮间电压为:

        Ux=1×100n1+1×100+n2/10×100-0.1×900-0.1×10×(10-n3)(mV)

        =100n1+100+10n2-90-10+n3(mV)

        =100n1+10n2+n3(mV)

        在×1量程时,第一步进盘置n1、第二步进盘置n2、第三盘置n3(n3表示大格示值)这时“Ux”两个测量端钮间电压为:

        Ux=10n1+n2+0.1n3(mV)

        每批生产的标准电池的电动势是离散的,在1.0188V~1.0196V之间,在×10、×1量程时,标准化的工作电流为2.31mA,因此调定电阻RN取441Ω,外加0~0.6Ω可锁定的可调电阻RP6,可以覆盖标准电池电动势的变化范围。

        2.31mA标准电流是这样确定的:把2V标准信号电压按极性与电压测量装置“Ux”两个测量端钮连接,电压测量装置各盘总示值与标准信号电压值相同,双刀双掷开关K2掷向左边,调节可调电阻RP1、可调电阻RP2、可调电阻RP3、可调电阻RP4,使检流计G指零;再将双刀双掷开关K2掷向右边,调节可调电阻RP6,使检流计G指零,这时把可调电阻RP6锁定;电压测量装置今后使用时依此为在×10、×1量程时标准。

        在×0.1、×0.01量程时,标准化的工作电流为0.0231mA,因此调定电阻RN取44100Ω,外加0~56Ω可锁定的可调电阻RP5,也可以覆盖标准电池电动势的变化范围。

        0.0231mA标准电流是这样确定的:把20mV标准信号电压按极性与电压测量装置“Ux”两个测量端钮连接,电压测量装置各盘总示值与标准信号电压值相同,双刀双掷开关K2掷向左边,调节可调电阻RP1、可调电阻RP2、可调电阻RP3、可调电阻RP4,使检流计G指零;再将双刀双掷开关K2掷向右边,调节可调电阻RP5,使检流计G指零,这时把可调电阻RP5锁定;电压测量装置今后使用时依此为在×0.1、×0.01量程时标准。

        在×0.1量程时,节点D经过两个步进盘到节点B的电流是0.02mA,节点D经过滑线盘到节点B的电流是0.001mA,都是×10量程时的1/100,当第一步进盘置n1、第二步进盘置n2、第三盘置n3时(n3表示大格示值)“Ux”两个测量端钮间电压为:Ux=n1+0.1n2+0.01n3(mV)

        在×0.01量程时,节点D经过两个步进盘到节点B的电流是0.002mA,节点D经过滑线盘到节点B的电流是0.0001mA,都是×10量程时的1/1000,当第一步进盘置n1、第二步进盘置n2、第三盘置n3时(n3表示大格示值)“Ux”两个测量端钮间电压为:Ux=0.1n1+0.01n2+0.001n3(mV)第三盘每小格示值为0.1μV。

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