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专利名称：一种用于精密测量的多用表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子测量装置，特别涉及一种精密测量电压、电流、电阻、电源电动势和内阻以及仪表内阻的多用表。
背景技术：
现有的电压表、灵敏电流计或多用表，在测量电压、电流或电源的电动势及其内阻时，由于其内阻的影响使所得到的测量值误差较大。

发明内容
本实用新型的目的就是提供一种能够精密测量电压、电流、电源电动势和内阻以及仪表内阻的多用表，以解决现有的测量仪表存在的测量误差较大的问题。
本实用新型的技术方案是包括壳体、灵敏电流计G、测量电路和测量笔B1和B2，灵敏电流计G和测量电路安装在壳体内，在测量电路中分别连接测量笔B1和B2，其特征在于所述的测量电路包括两个电动势和内阻相同的电池组C1和C2、两个开关S1和S2、电阻箱R、电源转换开关K和灵敏电流计转换开关S4，两个电池组C1和C2分别串连开关S1和S2后再并联构成电源回路，该电源回路的两端通过电源转换开关K与电阻箱R和电流计G的一端连接，源转换开关K可以使电阻箱R和电流计G自成回路或与电源回路连接；电阻箱R与电流计G的另一端之间连接转换开关S4，转换开关S4用来使电阻箱R与电流计G在并联和串联之间转换。
在所述的壳体的正面还装有电子计算器。
本实用新型根据电学原理及推导出的公式，根据测量的和已知的物理量计算出测量值，在推导和计算中没有忽略任何物理量，如仪表内阻和电源内阻，使得到的测量和计算结果的精度大为提高，克服了现有测量仪表由于忽略了的仪表内阻和电源内阻的影响而造成较大测量误差的缺点。


图1是本实用新型多用表的电路原理图；图2本实用新型多用表的正面结构示意图；
图3是本实用新型测量自身的电源电动势及其内阻的电路原理图；图4是本实用新型测量其它电器及其内阻的电路原理图；图5是本实用新型测量其它电路中任意两点之间电压的电路原理图；图6是本实用新型精密测量其它电路中的电流、电动势、总电阻和任意两点之间电压的电路原理图；图7是本实用新型测量装置作为普通灵敏电流计的电路原理图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型包括壳体1、灵敏电流计G、测量电路和测量笔B1和B2，灵敏电流计G和测量电路安装在壳体内，在测量电路中分别连接测量笔B1和B2。所述的测量电路包括两个电池组C1和C2、两个开关S1和S2、电阻箱R、电源转换开关K和灵敏电流计转换开关S4，两个电池组C1和C2上分别串连开关S1和S2后再并联构成电源回路，该电源回路的两端通过电源转换开关K与电阻箱R和电流计G的一端连接，可以使电阻箱R和电流计G自成回路或与电源回路连接；电阻箱R与电流计G的另一端之间连接转换开关S4，转换开关S4用来使电阻箱R与电流计G在并联和串联之间转换；两个电池组C1和C2的电动势和内阻尽量相同。在所述的壳体的正面还装有电子计算器2，以方便计算。
本实用新型的使用方法和工作原理如下1、测量自身的电源电动势E及其内阻r和灵敏电流计G的内阻Rg的方法，将图1中的测量笔B1和B2相互连接，等效电路见图3(1)接通开关S1并调节电阻箱R使灵敏电流计G显示满偏值值Ig，电阻箱R的对应值为R1，得到公式①E＝Ig(Rg+r+R1)；(2)继续调节R使G的显示值为Ig的一半，对应的电阻箱R的电阻值为R2，得到公式②E＝(1/2)Ig(Rg+r+R2)；(3)接通S1、S2，并调节R的电阻值为R3使G的示值为Ig，得到公式③E＝Ig(Rg+r/2+R3)；(4)根据上述的公式①、②和③推导出以下公式两个电池组C1和C2的电动势E＝Ig(R2-R1)……④；两个电池组C1和C2的内阻r＝2R3-2R1……⑤；灵敏电流计G的内阻Rg＝R2-2R3……⑥。
由于公式④⑤⑥中的Ig为已知量，R1、R2和R3为实验数据，所以可计算出各所求E、r和Rg数值。得到E、r和Rg值后就可为以下其它测量中奠定了基础。
参见图4，利用上述的方法可方便地测量另一电器的电阻值R’，具体方法是(1)将被测电器串连在图1所示的回路中；(2)接通开关S1，断开开关S2，调节R的电阻值为R4使G的示值为满偏值Ig，得E＝Ig(Rg+r+R4+R’)⑦，将④⑤⑥式代入⑦式得R’＝R1-R4……⑧(3)按照公式⑧即可计算出被测电器的电阻值R’。
参见图5，本实用新型还可按照以下步骤作为普通电压表使用，测量另一电路中任意两点间电压，该步骤包括(1)断开图1中得开关S1和S2或将K移到上位，便得到图5的电路，这实际式是普通电压表的等效电路。可以像普通多用表在灵敏电流计G的表盘上画出相应的电压刻度；(2)将灵敏电流计G与电阻箱R串连后的两端作为测量端分别与被测点连接；可直接从灵敏电流计G上读出电压值。
这种测量方法还可测量出另一电源的电动势E’和内阻r’，原理与图1相同，从上述的①②式推导得到E’＝Ig(R2-R1)；r’＝R2-Rg-2R1。
参见图6，这是本实用新型精密测量另一电路中电源的电动势E、真实电流I、总电阻Rx和任意两点间精确电压值的电路。测量步骤(1)断开开关S1和S2或将K移到上位；(2)将灵敏电流计G串连电阻箱R的两端作为测量端串连接入由电源C3、开关S3和总电阻Rx(包括电源的内阻r)连接组成的被测电路回路中；(3)调节电阻箱R的电阻值至R5，并使灵敏电流计G的示值为Ig，得到电源的电动势E＝Ig(Rx+Rg+R5)……⑨(4)调节电阻箱R的电阻值至R6，并使灵敏电流计G的示值为1/2Ig，得到电源的电动势E＝Ig(Rx+Rg+R6)/2……⑩因为E＝IRx，其中I为原电路中得真实电流(即未接入测量装置得电流值)，可从⑨和⑩式推导出电路中电源的电动势E、真实电流I和总电阻RxE＝Ig(R6-R5)；I＝Ig(R6-R5)/(R6-2R5-Rg)；Rx＝R6-2R5-Rg。
根据以上公式分别计算出各所求值。
(5)精密测量出电路中任意两端之间的电压的方法首先接通开关S1，断开开关S2，调节电阻箱R的电阻值为R4使G的示值为Ig；然后按照公式R’＝R1-R4计算出被测电器的电阻值R’，再按照U＝IR’计算出被测电器两端的精确电压值，其中I＝Ig(R6-R5)/(R6-2R5-Rg)。
参见图7，将图1中的K移动到上位、S4移到左位便成为图7，这是本实用新型作为普通电流表的电路原理图。
权利要求1.一种用于精密测量的多用表，包括壳体、灵敏电流计G、测量电路和测量笔B1和B2，灵敏电流计G和测量电路安装在壳体内，在测量电路中分别连接测量笔B1和B2，其特征在于所述的测量电路包括两个电动势和内阻相同的电池组C1和C2、两个开关S1和S2、电阻箱R、电源转换开关K和灵敏电流计转换开关S4，两个电池组C1和C2分别串连开关S1和S2后再并联构成电源回路，该电源回路的两端通过电源转换开关K与电阻箱R和电流计G的一端连接，源转换开关K可以使电阻箱R和电流计G自成回路或与电源回路连接；电阻箱R与电流计G的另一端之间连接转换开关S4，转换开关S4用来使电阻箱R与电流计G在并联和串联之间转换。
2.根据权利要求1所述的用于精密测量的多用表，其特征在于在所述的壳体的正面还装有电子计算器。
专利摘要一种用于精密测量的多用表，包括壳体、灵敏电流计G、测量电路和测量笔。该测量电路包括两个电动势和内阻相同的电池组C1和C2、开关S1和S2、电阻箱R、电源转换开关K和灵敏电流计转换开关S4，两个电池组C1和C2分别串连开关S1和S2后再并联构成电源回路，该电源回路的两端通过电源转换开关K与电阻箱R和电流计G的一端连接；电阻箱R与电流计G的另一端之间连接转换开关S4。在本实用新型根据电学原理及推导出的公式，根据测量的和已知的物理量计算出测量值，在推导和计算中没有忽略任何物理量，如仪表内阻和电源内阻，使得到的测量和计算结果的精度大为提高，克服了现有测量仪表由于忽略了的仪表内阻和电源内阻的影响而造成较大测量误差的缺点。
文档编号G01D21/02GK2670912SQ20042000011
公开日2005年1月12日 申请日期2004年1月2日 优先权日2004年1月2日
发明者彭伟明 申请人:彭伟明