專利名稱：3v工作電源的便攜式電位差計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)直流電壓進(jìn)行測(cè)量的儀器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前3V工作電源的便攜式電位差計(jì)，采用三節(jié)1.5V1號(hào)干電池并聯(lián)后與另三節(jié)并聯(lián)的1號(hào)干電池串聯(lián)，獲得3V工作電壓，干電池放在固定于外殼的電池盒內(nèi)，通過彈簧片接觸干電池的電極，彈簧片上的電壓直接作為電位差計(jì)的工作電壓，象市售UJ33a、UJ33b等均如此。由于電位差計(jì)精度非常高，為0.1級(jí)或0.05級(jí)，它的工作電流要非常穩(wěn)定，哪怕稍微變化也會(huì)反映到測(cè)量結(jié)果中，測(cè)量時(shí)引線的擺動(dòng)，開關(guān)旋轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)都會(huì)影響彈簧片與干電池的接觸狀態(tài)，有時(shí)對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)”扳鍵合上指針向左偏，再合上一次指針又偏向右，這樣既影響了測(cè)量速度又降低了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是使UJ33a型電位差計(jì)在測(cè)量時(shí)即使有較大的振動(dòng)，也不會(huì)影響到電位差計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的電位差計(jì)內(nèi)部形成降壓的電阻由三部份組成；測(cè)量電路總電阻，校對(duì)標(biāo)準(zhǔn)用的調(diào)定電阻，調(diào)節(jié)工作電流的可調(diào)電阻與降低電源電壓的固定電阻。UJ33a型電位差計(jì)測(cè)量上限為1.055V，所以測(cè)量電路上有1.055V壓降，由于不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)為1.0188V～1.0196V，調(diào)定電阻阻值339.6Ω，如0.4Ω可調(diào)合計(jì)340Ω，工作電流是3mA，因此調(diào)定電阻上有1.02V壓降，兩者總和為2.075V，兩組串聯(lián)干電池電量耗到尚能使用約為2.8V，為了把2.8V降到測(cè)量盤可工作，電路中串聯(lián)了240Ω電阻，工作電流3mA，它上面的壓降是0.72V，由于新電池兩組達(dá)3.3V電壓，為實(shí)現(xiàn)2.8V～3.3V連續(xù)可調(diào)，采用10×15Ω粗調(diào)，0～20Ω細(xì)調(diào)。
從上分析可知，電位差計(jì)實(shí)際需要電壓約占3V的2/3，當(dāng)彈簧片接觸干電池后，經(jīng)過穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后再對(duì)電路供電就可以有效改變目前因接觸不良引起的情況。
本技術(shù)方案是彈簧片接觸電池電極后的電壓，經(jīng)過限流電阻加在精密穩(wěn)壓器TL431兩端，并通過兩只外加電阻的比，選擇2.6V電壓對(duì)電位差計(jì)內(nèi)部線路供電。
為了使穩(wěn)壓后電壓不漂移，兩只外加電阻采用康銅絲繞制，康銅絲溫度系數(shù)幾乎為零，有較大的熱電勢(shì)，但在電路里沒有發(fā)熱器件，因此在儀器及電路中的熱電勢(shì)方向相反數(shù)值相同，互相抵銷，穩(wěn)壓器TL431在0～70℃范圍內(nèi)溫度特性平坦，典型值為50PPm/℃，在0～40℃溫漂為萬(wàn)分之二，所以采用穩(wěn)壓器TL431以后，工作電流調(diào)節(jié)范圍很小，可以省去原先用于10×15Ω粗調(diào)開關(guān)及開關(guān)上的電阻，只要保留0～20Ω細(xì)調(diào)，因它有百分之二的調(diào)節(jié)范圍已足夠。
彈簧片接觸時(shí)好時(shí)壞，引起電壓變化在10～3～10～4量級(jí)，這對(duì)0.05級(jí)的UJ33a型直流電位差計(jì)帶來很大影響，經(jīng)過TL431穩(wěn)壓器后，它的電壓調(diào)整率約1％。彈簧片接觸影響降低到10～5～10～6數(shù)量級(jí)，從而可以忽略。
采取以上技術(shù)方案，UJ33a型電位差計(jì)增加了三只電阻約三元錢，一只穩(wěn)壓器TL431不到2元，但可減少一只粗調(diào)開關(guān)及電阻，電工儀器上采用的都是銀銅復(fù)合材料的開關(guān)，該開關(guān)要壹佰多元加上電阻10只，因此本技術(shù)方案既降低了成本，又提高了儀器性能，用戶操作時(shí)只要轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)調(diào)就能進(jìn)行工作電流調(diào)節(jié)，對(duì)使用帶來方便。


圖1是現(xiàn)有UJ33a型直流電位差計(jì)電路2是對(duì)UJ33a型電位差計(jì)改進(jìn)后的電路圖具體實(shí)施方式
由圖2與圖1對(duì)照可知，改進(jìn)后增加電阻R0、R1、R2及穩(wěn)壓器TL431，及省去圖1中的工作電流粗調(diào)用的10×15Ω開關(guān)及電阻。
在圖2中，在×5、×1、×0.1量程時(shí)，3V電池組經(jīng)過彈簧片接觸后，通過10Ω限流電阻R0外加電阻R1與R2串聯(lián)后與穩(wěn)壓器TL431并聯(lián)在電路中，其中阻值為200Ω的電阻R1與TL431陰極并聯(lián)在電路正極，阻值為5000Ω的電阻R2與穩(wěn)壓器TL431并聯(lián)在電路負(fù)極，電阻R1與電阻R2串聯(lián)的連接點(diǎn)連接TL431參考極，該電路的穩(wěn)電壓由電阻R1與電阻R2比值決定，輸出電壓V0＝(1+R1/R2)×2.5V，本電路輸出電壓(1+200/5000)×2.5V＝2.6V。為了能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)到2.6V，電阻R2由固定電阻串聯(lián)可調(diào)電阻組成，阻值為4980Ω是固定電阻，阻值是50Ω與1KΩ并聯(lián)的是可調(diào)電阻，檢定時(shí)，在20℃恒溫室內(nèi)調(diào)1KΩ電位器，用電壓表觀察穩(wěn)壓器TL431兩端電壓通過調(diào)整1KΩ電位器阻值，使TL431兩端電壓為2.6V，并將1KΩ電位器鎖定。
UJ33a型電位差計(jì)測(cè)量盤有三個(gè)，第I盤20×20Ω，第II盤10×2Ω，第III盤0～2.2Ω，測(cè)量盤總電阻為422.2Ω，用于量限變換的電阻值分別是42.22Ω、379.98Ω、1688.8Ω，這個(gè)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)上的電壓降是1.055V，不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)每只不一樣，在1.0188～1.0196V之間，UJ33a型電位差計(jì)工作電流是3mA，所以采用339.6Ω電阻與0.4Ω串聯(lián)，調(diào)節(jié)范圍為1.0188V～1.02V，復(fù)蓋了整個(gè)不飽和標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)示值范圍區(qū)。以上兩者壓降是2.075V，TL431輸出2.6V，尚有0.525V電壓需要電阻承擔(dān)，在3mA電流下其阻值為175Ω，可調(diào)電阻RP為0～20Ω電位器，取其中間值為10Ω，所以本技術(shù)方案選定電阻Rc取165Ω。
權(quán)利要求
1.一種3V工作電源的便攜式電位差計(jì)，它有調(diào)節(jié)工作電流大小的可調(diào)電阻RP，降低電源電壓的電阻Rc，有20×20Ω的第I測(cè)量盤，10×2Ω的第II測(cè)量盤，0～2.2Ω的滑線盤及42.22Ω、379.98Ω、1688.8Ω三只量程變換電阻組成的測(cè)量網(wǎng)絡(luò)及339.6Ω及與之串聯(lián)的0.4調(diào)節(jié)電阻組成的調(diào)定電阻，它們一起串聯(lián)在電位差計(jì)電路中，其特征在于彈簧片上的電壓經(jīng)10Ω限流電阻R0后，通過與穩(wěn)壓器并聯(lián)的，自身相互串聯(lián)的外加比例電阻R1及R2，其中阻值為200Ω的R1與穩(wěn)定器TL431的陰極并聯(lián)在電路正極，阻值為5000Ω的電阻R2，與穩(wěn)壓器TL431并聯(lián)在電路負(fù)極，電阻R1與電阻R2連接點(diǎn)連接TL431參考極，穩(wěn)壓輸出2.6V電壓，通過降壓的電阻Rc阻值為165Ω。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3V工作電源的便攜式電位差計(jì)，其特征在于阻值為5000Ω的外加電阻是由阻值為50Ω的電阻并聯(lián)0～1KΩ可調(diào)電阻后與4980Ω電阻串聯(lián)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的3V工作電源的便攜或電位差計(jì)，其特征在于外加的200Ω電阻，4980Ω電阻及50Ω電阻均由康銅絲繞制而成。
全文摘要
一種用于直流電壓測(cè)量，采用6節(jié)1號(hào)干電池獲得3V工作電源的便攜式電位差計(jì)，內(nèi)部有穩(wěn)壓器將電池電壓穩(wěn)定在2.6V后對(duì)電位差計(jì)的測(cè)量線路，標(biāo)準(zhǔn)化線路供電，克服了測(cè)量時(shí)由于彈簧片與電池電極接觸狀態(tài)有微小變動(dòng)引起標(biāo)準(zhǔn)變動(dòng)情況。
文檔編號(hào)G01R17/00GK1793985SQ20051008924
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月31日
發(fā)明者駱乃光 申請(qǐng)人:駱乃光