CZ309271B6 - High-voltage differential probe and device for measuring and evaluating the energy of an electric discharge - Google Patents
High-voltage differential probe and device for measuring and evaluating the energy of an electric discharge Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309271B6 CZ309271B6 CZ2019781A CZ2019781A CZ309271B6 CZ 309271 B6 CZ309271 B6 CZ 309271B6 CZ 2019781 A CZ2019781 A CZ 2019781A CZ 2019781 A CZ2019781 A CZ 2019781A CZ 309271 B6 CZ309271 B6 CZ 309271B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- voltage
- probe
- output
- overvoltage protection
- measured
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
- F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
- G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
Abstract
Description
Vysokonapěťová diferenciální sonda a zařízení pro měření a vyhodnocování energie elektrického výbojeHigh-voltage differential probe and equipment for measuring and evaluating the energy of an electrical discharge
Oblast technikyField of technology
Předložený vynález se týká vysokonapěťové diferenciální sondy a zařízení pro měření a vyhodnocování skutečné energie elektrického výboje, které takovouto vysokonapěťovou diferenciální sondu obsahuje. Vynález nalezne uplatnění mimo jiné v oblasti vědy a výzkumu energetických materiálů, v testování a výzkumu elektrických výbojů nebo ve vývoji generátorů elektrických výbojů a ve sledování činnosti a řízení těchto generátorů elektrických výbojů.The present invention relates to a high-voltage differential probe and a device for measuring and evaluating the actual energy of an electrical discharge, which includes such a high-voltage differential probe. The invention finds application, among others, in the field of energy materials science and research, in the testing and research of electrical discharges or in the development of electrical discharge generators and in monitoring and controlling the operation of these electrical discharge generators.
Dosavadní stav technikyCurrent state of the art
Elektrickou energii výboje je možné stanovit na základě měření elektrického napětí na výboji a elektrického proudu tekoucího výbojem a následné integraci součinu těchto dvou měřených veličin.The electrical energy of the discharge can be determined based on the measurement of the electrical voltage on the discharge and the electrical current flowing through the discharge and subsequent integration of the product of these two measured quantities.
Blokové schéma obvyklého měřicího zařízení pro stanovení elektrické energie výboje je znázorněno na obr. 1. Elektrický výboj je generován generátorem 1, připojeným k elektrodám Ei a E2 jiskřiště. Elektrické napětí je v tomto obvyklém zapojení měřeno pomocí jedné vysokonapěťové single ended sondy 2 na první elektrodě Ei jiskřiště (Zhong et al., 2011), případně dvěma vysokonapěťovými single ended sondami 2 a 2a připojenými na jednotlivé elektrody Ei a E2 jiskřiště (Lee and Shepherd, 2000), přičemž v obou těchto konfiguracích snímají vysokonapěťové single ended sondy 2, resp. 2a měřené napětí oproti společné signálové zemi GND. Elektrický proud jev obvyklém zapojení měřen proudovou sondou 3. Analogové výstupní signály vysokonapěťových single ended sond 2, resp. i 2a a proudové sondy 3 jsou následně digitalizovány, přičemž v dosud používaných zapojeních je digitalizace prováděna zpravidla pomocí osciloskopu 4. Elektrická energie výboje je poté obvykle stanovena na základě zpracování digitalizovaných signálů ve výpočetní jednotce 5 typu PC, za pomoci univerzálního tabulkového procesoru.A block diagram of a conventional measuring device for determining the electrical energy of a discharge is shown in Fig. 1. An electrical discharge is generated by a generator 1 connected to electrodes Ei and E2 of the spark gap. In this usual connection, the electric voltage is measured using one high-voltage single-ended probe 2 on the first electrode Ei of the spark gap (Zhong et al., 2011), or two high-voltage single-ended probes 2 and 2a connected to the individual electrodes Ei and E2 of the spark gap (Lee and Shepherd , 2000), while in both of these configurations, high-voltage single-ended probes 2 or 2a measured voltage against common signal ground GND. Electric current is a phenomenon in the usual connection measured by current probe 3. Analogue output signals of high-voltage single ended probes 2, resp. i 2a and the current probes 3 are subsequently digitized, while in the connections used so far, the digitization is usually carried out using an oscilloscope 4. The electrical energy of the discharge is then usually determined based on the processing of digitized signals in the PC-type computing unit 5, with the help of a universal spreadsheet processor.
Doposud používané obvyklé zapojení tedy přináší následující nevýhody:The usual connection used up to now therefore brings the following disadvantages:
Při měření napětí pouze jednou vysokonapěťovou single ended sondou 2 není měřeno skutečné elektrické napětí na výboji, ale měřené napětí zahrnuje kromě napětí na výboji také elektrické napětí na ztrátových prvcích obvodu. V případě, že je napětí na výboji měřeno pomocí dvou vysokonapěťových single ended sond 2 a 2a, je možno napětí na ztrátových prvcích obvodu z dalšího zpracování vyloučit vzájemným odečtením digitalizovaných signálů na výstupu napěťových single ended sond 2 a 2a. Toto rozdílové napětí na elektrickém výboji je ale získáno až po digitalizaci, čímž je efektivně využita pouze malá část dynamického rozsahu digitalizačního zařízení s nízkým rozlišením, tj. osciloskopu 4.When measuring the voltage with only one high-voltage single-ended probe 2, the actual electric voltage on the discharge is not measured, but the measured voltage includes, in addition to the voltage on the discharge, also the electric voltage on the lossy elements of the circuit. If the voltage at the discharge is measured using two high-voltage single-ended probes 2 and 2a, the voltage on the lossy elements of the circuit can be excluded from further processing by mutual subtraction of the digitized signals at the output of voltage single-ended probes 2 and 2a. However, this differential voltage on the electric discharge is obtained only after digitization, which means that only a small part of the dynamic range of the low-resolution digitizing device, i.e. the oscilloscope 4, is effectively used.
Osciloskop 4, zpravidla používaný pro digitalizaci, je víceúčelové zařízení, jehož primární aplikací je zobrazení časových průběhů. Měření tímto zařízením je pouze orientační.Oscilloscope 4, usually used for digitization, is a multi-purpose device whose primary application is the display of time courses. Measurements with this device are indicative only.
Obvyklé řešení za pomoci měření elektrických napětí a elektrického proudu pomocí vysokonapěťových single ended sond 2 a 2a, resp. proudové sondy 3 v kombinaci s osciloskopem 4 přináší také nevýhodu pouze skokového nastavení vstupních napětí, resp. proudů, nepřizpůsobené reálné potřebě měření.The usual solution with the help of measuring electric voltages and electric current using high-voltage single ended probes 2 and 2a, respectively. the current probe 3 in combination with the oscilloscope 4 also brings the disadvantage of only stepping adjustment of the input voltages, or currents, not adapted to the real need for measurement.
Při doposud využívaném způsobu vyhodnocení také nejsou zahrnuty skutečné kmitočtové charakteristiky použitých měřicích sond. Vliv měřicích sond je zjednodušen na konstantní, experimentálně zjištěné, zeslabení a konstantní zpoždění mezi měřenými signály elektrickéhoThe actual frequency characteristics of the used measuring probes are also not included in the currently used evaluation method. The effect of the measuring probes is simplified to a constant, experimentally determined, attenuation and constant delay between the measured signals of the electrical
-1 CZ 309271 B6 napětí a elektrického proudu (Randeberg et al., 2006). Skutečné ztráty v obvodu nejsou obvykle zahrnuty - namísto impedance je měřen a zahrnut pouze stejnosměrný odpor.-1 CZ 309271 B6 voltage and electric current (Randeberg et al., 2006). The actual losses in the circuit are usually not included - instead of the impedance, only the DC resistance is measured and included.
Zpracování a vyhodnocení měřených dat je obvykle uskutečňováno v externí výpočetní jednotce 5 typu PC s univerzálním tabulkových procesorem (např. MS Excel). Přesnost výpočtu energie výboje je ovlivněna zkušeností obsluhy provádějící vyhodnocení, tj. například provádějící stanovení mezí integrace součinu elektrického proudu a elektrického napětí. Obvykle jsou meze integrace stanoveny na základě průchodu proudu obvodem generátoru 1 elektrického výboje. Vznik elektrického výboje je však doprovázen tvorbou kanálů (streamer), které způsobují nežádoucí proudové pulzy před termalizací elektrického výboje (Voloshko, 2015). Tímto dochází k součinu elektrického proudu a elektrického napětí v době, kdy elektrický výboj neprobíhá.The processing and evaluation of the measured data is usually carried out in an external computing unit 5 of the PC type with a universal spreadsheet processor (e.g. MS Excel). The accuracy of the calculation of the discharge energy is influenced by the experience of the operator performing the evaluation, i.e., for example, performing the determination of the limits of integration of the product of electric current and electric voltage. Usually, the limits of integration are determined based on the passage of current through the circuit of the generator 1 of the electric discharge. However, the formation of an electric discharge is accompanied by the formation of channels (streamers), which cause unwanted current pulses before the thermalization of the electric discharge (Voloshko, 2015). This results in the product of electric current and electric voltage during the time when the electric discharge is not taking place.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry eliminovány vysokonapěťovou diferenciální sondou pro měření energie elektrického výboje, která obsahujeThe disadvantages of the prior art are largely eliminated by a high-voltage differential probe for measuring the energy of an electric discharge, which contains
- dvojici vysokonapěťových děličů, z nichž první je uzpůsobený pro propojení s první elektrodou a druhý je uzpůsobený pro propojení s druhou elektrodou,- a pair of high-voltage dividers, the first of which is adapted to be connected to the first electrode and the second is adapted to be connected to the second electrode,
- dvojici bloků přepěťové ochrany, z nichž první blok přepěťové ochrany je svým vstupem propojený s výstupem z prvního vysokonapěťového děliče, a druhý blok přepěťové ochrany je svým vstupem propojený s výstupem z druhého vysokonapěťového děliče, a- a pair of overvoltage protection blocks, of which the first overvoltage protection block is connected by its input to the output from the first high-voltage divider, and the second overvoltage protection block is connected by its input to the output from the second high-voltage divider, and
- diferenciální zesilovač, jehož vstupy jsou propojeny s výstupy z bloků přepěťové ochrany.- a differential amplifier whose inputs are connected to the outputs of the overvoltage protection blocks.
S výhodou dále obsahuje dvojici bloků ladíteIných filtrů, přičemž první blok přepěťové ochrany je propojený s výstupem z prvního vysokonapěťového děliče přes první blok laditelných filtrů a druhý blok přepěťové ochrany je propojený s výstupem z druhého vysokonapěťového děliče přes druhý blok laditelných filtrů.Advantageously, it also contains a pair of blocks of other tunable filters, with the first block of overvoltage protection connected to the output of the first high-voltage divider via the first block of tunable filters, and the second block of overvoltage protection connected to the output of the second high-voltage divider via the second block of tunable filters.
V dalším výhodném provedení každý z bloků laditelných filtrů obsahuje alespoň dva samostatné laditelné filtry, zejména ve formě pasivních RC filtrů 1. řádu.In another advantageous embodiment, each of the blocks of tunable filters contains at least two separate tunable filters, especially in the form of passive RC filters of the 1st order.
Vysokonapěťová diferenciální sonda podle kteréhokoli z předcházejících nároků, každý z vysokonapěťových děličů obsahuje první nízkoindukčnostní rezistor a druhý nízkoindukčnostní rezistor.A high voltage differential probe according to any one of the preceding claims, each of the high voltage dividers comprising a first low inductance resistor and a second low inductance resistor.
Vysokonapěťová diferenciální sonda s výhodou obsahuje napěťový zdroj připojený pro napájení diferenciálního zesilovače.The high voltage differential probe preferably includes a voltage source connected to power the differential amplifier.
Rovněž je výhodné, když vysokonapěťová diferenciální sonda obsahuje desku plošných spojů, na které jsou uspořádány alespoň vysokonapěťové děliče, bloky laditelných filtrů, bloky přepěťové ochrany a diferenciální zesilovač, přičemž deska plošných spojů obsahuje frézované oblasti pro zamezení vzniku povrchového náboje.It is also advantageous if the high voltage differential probe includes a printed circuit board on which at least high voltage dividers, tunable filter blocks, overvoltage protection blocks and a differential amplifier are arranged, and the printed circuit board includes milled areas to prevent surface charge generation.
Nevýhody dosavadního stavu techniky rovněž eliminuje zařízení pro měření a vyhodnocování energie elektrického výboje, které obsahuje výše uvedenou vysokonapěťovou diferenciální sondu a dále proudovou sondu a digitalizační jednotku s rozlišením alespoň osm bitů, která je svými vstupy propojená s vysokonapěťovou diferenciální sondou a s proudovou sondou.Disadvantages of the prior art are also eliminated by a device for measuring and evaluating the energy of an electric discharge, which contains the above-mentioned high-voltage differential probe and a current probe and a digitizing unit with a resolution of at least eight bits, which is connected to the high-voltage differential probe and the current probe through its inputs.
Zařízení s výhodou dále obsahuje optickou sondu pro měření záření elektrického výboje, která je svým výstupem propojená se vstupem digitalizační jednotky a která obsahuje skleněný váleček, fotodiodu uspořádanou souose se skleněným válečkem, signálový zesilovač, který je svýmAdvantageously, the device also contains an optical probe for measuring the radiation of an electric discharge, whose output is connected to the input of the digitizing unit and which contains a glass roller, a photodiode arranged coaxially with the glass roller, a signal amplifier, which is
-2 CZ 309271 B6 vstupem propojený s výstupem z fotodiody, a stabilizátor napětí propojený se signálovým zesilovačem.-2 CZ 309271 B6 input connected to the output from the photodiode, and the voltage stabilizer connected to the signal amplifier.
Zařízení s výhodou dále obsahuje vysokonapěťovou single ended sondu, která je uzpůsobená pro propojení s první elektrodou a která je svým výstupem propojená s digitalizační jednotkou.Advantageously, the device also contains a high-voltage single-ended probe, which is adapted for connection to the first electrode and whose output is connected to the digitizing unit.
Zařízení s výhodou dále obsahuje vyhodnocovací jednotku propojenou s digitalizační jednotkou a uzpůsobenou pro vyhodnocování signálů přiváděných z digitalizační jednotky.The device preferably also contains an evaluation unit connected to the digitization unit and adapted for the evaluation of signals supplied from the digitization unit.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Vynález je dále podrobněji popsán pomocí příkladných provedení schematicky znázorněných na výkresech, kde:The invention is further described in more detail using exemplary embodiments shown schematically in the drawings, where:
na obr. 1 je blokové schéma zařízení dle dosavadního stavu techniky, na obr. 2 je celkové blokové schéma zařízení dle předkládaného vynálezu, na obr. 3 je blokové schéma příkladného provedení vysokonapěťové diferenciální sondy, na obr. 4 je blokové schéma příkladného provedení optické sondy, na obr. 5 je konstrukční řez příkladného provedení optické sondy, na obr. 6 je blokové schéma příkladného provedení digitalizační jednotky a na obr. 7 je blokové schéma příkladného provedení vyhodnocovací jednotky.Fig. 1 is a block diagram of a device according to the prior art, Fig. 2 is an overall block diagram of a device according to the present invention, Fig. 3 is a block diagram of an exemplary embodiment of a high-voltage differential probe, Fig. 4 is a block diagram of an exemplary embodiment of an optical probe , Fig. 5 is a structural section of an exemplary embodiment of an optical probe, Fig. 6 is a block diagram of an exemplary embodiment of a digitizing unit, and Fig. 7 is a block diagram of an exemplary embodiment of an evaluation unit.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of implementation of the invention
Na obr. 2 znázorněné zařízení pro měření a vyhodnocování energie elektrického výboje obsahuje vysokonapěťovou single ended sondu 2, která je svým vstupem propojená s první elektrodou El jiskřiště, a proudovou sondu 3, která je svým vstupem propojená s druhou elektrodou E2 jiskriště. stejně jako dosud používaná obvyklá zapojení znázorněná na obr. 1. Zařízení dále obsahuje vysokonapěťovou diferenciální sondu 6, která je svým vstupem propojená s první elektrodou El jiskřiště, optickou sondu 7 uspořádanou pro snímání jiskřiště. Zařízení dále obsahuje digitalizační jednotku 8 a s ní propojenou vyhodnocovací jednotku 9. Digitalizační jednotka 8 je svými vstupy propojená s výstupy z vysokonapěťové single ended sondy 2, vysokonapěťové diferenciální sondy 6 a z optické sondy 7.The device shown in Fig. 2 for measuring and evaluating the energy of the electric discharge contains a high-voltage single ended probe 2, which is connected by its input to the first electrode El of the spark gap, and a current probe 3, which is connected to the second electrode E2 of the spark gap by its input. as well as the usual connections shown in Fig. 1 used up to now. The device further includes a high-voltage differential probe 6, which is connected by its input to the first electrode El of the spark gap, an optical probe 7 arranged for sensing the spark gap. The device also includes a digitizing unit 8 and an evaluation unit 9 connected to it. The digitizing unit 8 is connected by its inputs to the outputs of the high-voltage single-ended probe 2, the high-voltage differential probe 6 and the optical probe 7.
Vysokonapěťová single ended sonda 2 měří napětí na elektrodě Ei proti signálové zemi GND stejně jako v obvyklém zapojení znázorněném na obr. 1. Přítomnost této vysokonapěťové single ended sondy 2 v popisovaném zařízení umožňuje porovnání předkládaného způsobu měření a vyhodnocení skutečné energie výboje se standardním doposud používaným postupem dle obr. 1.The high-voltage single-ended probe 2 measures the voltage on the electrode Ei against the signal ground GND as in the usual connection shown in Fig. 1. The presence of this high-voltage single-ended probe 2 in the described device allows the comparison of the presented method of measurement and evaluation of the actual discharge energy with the standard procedure used up to now according to Fig. 1.
Naměřená napěťová a fázová charakteristika této vysokonapěťové single ended sondy 2 je uložena ve vyhodnocovací jednotce 9. Současným použitím sond 2 a 6 lze stanovit energetickou bilanci obvodu generátoru 1, čímž lze vyhodnotit elektrické ztráty v dílčích částech měřeného obvodu.The measured voltage and phase characteristics of this high-voltage single-ended probe 2 are stored in the evaluation unit 9. By simultaneously using probes 2 and 6, the energy balance of the generator circuit 1 can be determined, thereby evaluating the electrical losses in sub-parts of the measured circuit.
Proudová sonda 3 je zapojena do obvodu generátoru 1 elektrického výboje stejně jako v zapojení z obr. 1, tedy je propojena s generátorem 1, s druhou elektrodou E2 jiskřiště a se signálovou zemí GND, přičemž její výstup je propojený s digitalizační jednotkou 8. Výstupem proudové sondy 3The current probe 3 is connected to the circuit of the generator 1 of the electric discharge in the same way as in the connection from Fig. 1, i.e. it is connected to the generator 1, to the second electrode E2 of the spark gap and to the signal ground GND, while its output is connected to the digitizing unit 8. The current output probes 3
-3 CZ 309271 B6 je hodnota napětí přímo úměrná velikosti elektrického proudu tekoucího obvodem generátoru 1. Naměřená převodní a fázová charakteristika proudové sondy 3 v závislosti na frekvenci je uložena do vyhodnocovací jednotky 9.-3 CZ 309271 B6 is a voltage value directly proportional to the magnitude of the electric current flowing through the circuit of the generator 1. The measured conversion and phase characteristics of the current probe 3 depending on the frequency are stored in the evaluation unit 9.
Optická sonda 7 umístěná v bezpečné vzdálenosti s ohledem na přeskokovou vzdálenost používaného vysokého napětí generátoru 1 je zaostřena na elektrický výboj. Hlavním přínosem optické sondy 7 je přesná definice doby trvání elektrického výboje. Porovnáním hodnoty optického výkonu s nastavenými prahovými hodnotami jsou stanoveny meze integrace potřebné pro vyhodnocení výsledné energie výboje. Dalším přínosem je možnost srovnání časového průběhu optického výkonu elektrického výboje a elektricky měřeného výkonu téhož výboje sondami 2, 3 a 6. Toto porovnání je použito pro ověření správné činnosti generátoru 1 a měřicího zařízení jako celku.The optical probe 7 placed at a safe distance with respect to the jump distance of the used high voltage of the generator 1 is focused on the electric discharge. The main benefit of the optical probe 7 is the precise definition of the duration of the electric discharge. By comparing the value of the optical power with the set threshold values, the limits of integration required for the evaluation of the resulting energy of the discharge are determined. Another benefit is the possibility of comparing the time course of the optical power of the electric discharge and the electrically measured power of the same discharge with probes 2, 3 and 6. This comparison is used to verify the correct operation of the generator 1 and the measuring device as a whole.
Hlavním přínosem vysokonapěťové diferenciální sondy 6 je potlačení souhlasného napětí elektrického výboje vícebodovým měřením elektrického napětí na elektrodách Ei a E. Díky tomu výsledné měřené elektrické napětí nezahrnuje žádné elektrické ztráty na obvodových prvcích generátoru 1. Tím je dosaženo maximálního využití dynamického rozsahu digitalizační jednotky 8. Digitalizační jednotka může být realizována například pomocí jednoúčelového zařízení s vysokým rozlišením, jehož řešení je popsáno níže, případně pomocí osciloskopu obdobně jako v zapojení uvedeném na obr. 1. Další výhodou vysokonapěťové diferenciální sondy 6 je snadná symetrizace napěťových a fázových frekvenčně závislých charakteristik v obou měřicích cestách této vysokonapěťové diferenciální sondy. To umožňuje provést následné kompenzace těchto charakteristik ve vyhodnocovací jednotce 9, kde jsou tyto charakteristiky uloženy.The main benefit of the high-voltage differential probe 6 is the suppression of the common voltage of the electric discharge by multi-point measurement of the electric voltage on the electrodes Ei and E. Thanks to this, the resulting measured electric voltage does not include any electric losses on the circuit elements of the generator 1. This achieves the maximum use of the dynamic range of the digitizing unit 8. the unit can be implemented, for example, using a single-purpose device with a high resolution, the solution of which is described below, or using an oscilloscope similar to the connection shown in Fig. 1. Another advantage of the high-voltage differential probe 6 is the easy symmetrization of the voltage and phase frequency-dependent characteristics in both measuring paths of this high voltage differential probe. This makes it possible to carry out subsequent compensations of these characteristics in the evaluation unit 9, where these characteristics are stored.
Digitalizační jednotka 8 slouží k převodu výstupních analogových signálů jednotlivých sond 2, 3, 6 a 7 na signály číslicové a to s pomocí v ní obsažených analogově/digitálních (A/D) převodníků a dále pak k záznamu takto získaných číslicových signálů do digitální paměti, taktéž obsažené v jednotce 8. Digitalizační jednotka 8 obsahuje alespoň čtyři vzájemně časově synchronizované vstupy, jejichž zapojení a parametry, tj. např. napěťový rozsah (dělicí poměr) a impedanční přizpůsobení, jsou optimalizovány pro každý z výstupů jednotlivých sond 2, 3, 6 a 7. Každý ze vstupů digitalizační jednotky 8 je hardwarově stejnosměrně kompenzován pomocí referenčního digitálně/analogového (D/A) převodníku. Analogově/digitální převodníky, obsažené v digitalizační jednotce 8, při převodu analogových vstupních signálů na signály číslicové pracují s bitovým rozlišením alespoň 12 bitů, s výhodou 14 bitů, případně mohou pracovat i s rozlišením větším než 14 bitů. Záznam vstupních signálů do interní paměti digitalizační jednotky 8 je zahájen na základě průběhu nebo úrovně signálu libovolného měřicího vstupu této digitalizační jednotky 8, případně za pomoci externího spouštěcího povelu. S výhodou lze použít kanálu připojeného k výstupu optické sondy 7. Zaznamenané číslicové signály z výstupů jednotlivých sond 2, 3, 6 a 7 jsou po skončení měření přenášeny z digitalizační jednotky 8 ve formě surových dat, s výhodou po číslicovém předzpracování (např. podvzorkování), do vyhodnocovací jednotky 9.The digitizing unit 8 is used to convert the output analog signals of the individual probes 2, 3, 6 and 7 into digital signals with the help of the analog/digital (A/D) converters included in it, and then to record the thus obtained digital signals into digital memory, also contained in unit 8. Digitizing unit 8 contains at least four mutually time-synchronized inputs whose connections and parameters, i.e. voltage range (divider ratio) and impedance matching, are optimized for each of the outputs of individual probes 2, 3, 6 and 7. Each of the inputs of the digitizing unit 8 is hardware DC compensated using a reference digital/analog (D/A) converter. When converting analog input signals to digital signals, the analog/digital converters contained in the digitizing unit 8 work with a bit resolution of at least 12 bits, preferably 14 bits, or can work with a resolution greater than 14 bits. The recording of input signals to the internal memory of the digitizing unit 8 is started based on the course or signal level of any measurement input of this digitizing unit 8, or with the help of an external trigger command. It is advantageous to use the channel connected to the output of the optical probe 7. The recorded digital signals from the outputs of the individual probes 2, 3, 6 and 7 are transmitted from the digitizing unit 8 in the form of raw data after the end of the measurement, preferably after digital pre-processing (e.g. subsampling) , to evaluation unit 9.
Vyhodnocovací jednotka 9 obsahuje procesor, datové úložiště pro záznam naměřených signálů, dále obsahuje paměť pro uložení modulových a fázových přenosových charakteristik použitých sond 2, 3, 6 a 7 a skutečných impedančních charakteristik vysokonapěťové single ended sondy 2. Vyhodnocovací jednotka 9 ovládá digitalizační jednotku 8, zpracovává data přenesená z digitalizační jednotky 8, vyhodnocuje skutečnou energii elektrického výboje a zajišťuje zobrazení výsledků vyhodnocení energie výboje. Zpracování dat prováděné vyhodnocovací jednotkou 9 zahrnuje zejména kompenzaci modulových, fázových a impedančních charakteristik použitých sond 2, 3, 6 a 7, kompenzaci vzájemného zpoždění způsobeného průchodem jednotlivými sondami 2, 3, 6 a 7, stanovení integračních mezí pro vyhodnocení výsledné energie výboje, výpočet energie výboje na základě integrace součinu měřeného napětí a proudu a stanovení ztrát v obvodu odečtením signálů na výstupech vysokonapěťové single ended sondy 2 a vysokonapěťové diferenciální sondy 6. Vyhodnocovací jednotka 9, na rozdíl od běžněThe evaluation unit 9 contains a processor, data storage for recording the measured signals, it also contains memory for storing the module and phase transfer characteristics of the used probes 2, 3, 6 and 7 and the actual impedance characteristics of the high-voltage single ended probe 2. The evaluation unit 9 controls the digitizing unit 8, processes the data transferred from the digitizing unit 8, evaluates the actual energy of the electric discharge and ensures the display of the results of the evaluation of the discharge energy. The data processing carried out by the evaluation unit 9 includes in particular the compensation of the module, phase and impedance characteristics of the used probes 2, 3, 6 and 7, the compensation of the mutual delay caused by the passage of the individual probes 2, 3, 6 and 7, the determination of the integration limits for the evaluation of the resulting energy of the discharge, the calculation discharge energy based on the integration of the product of the measured voltage and current and determining the losses in the circuit by subtracting the signals at the outputs of the high-voltage single ended probe 2 and the high-voltage differential probe 6. The evaluation unit 9, unlike the usual
-4 CZ 309271 B6 používaného řešení s osciloskopem 4 a univerzálním tabulkovým procesorem, umožňuje uživateli popisovaného zařízení provést vyhodnocení skutečné energie výboje na základě naměřených dat jak v režimu manuálním, tak v režimu zcela automatickém, který minimalizuje vliv zkušenosti obsluhy na výsledky vyhodnocení. Zobrazení výsledků měření a vyhodnocení energie výboje zahrnuje grafické zobrazení časových průběhů elektrického a optického výkonu, výpis hodnoty skutečné elektrické energie výboje, výpis stanovených elektrických ztrát v obvodu a zobrazení souhrnného reportu z provedeného měření a vyhodnocení.-4 CZ 309271 B6 of the used solution with an oscilloscope 4 and a universal spreadsheet processor, allows the user of the described device to evaluate the actual energy of the discharge based on the measured data both in manual mode and in fully automatic mode, which minimizes the influence of the operator's experience on the evaluation results. Displaying the results of the measurement and evaluation of the discharge energy includes a graphic display of the time course of the electrical and optical power, a listing of the value of the actual electrical energy of the discharge, a listing of the determined electrical losses in the circuit, and the display of a summary report from the performed measurement and evaluation.
Vysokonapěťová single ended sonda 2 je v tomto příkladném provedení realizována osciloskopickou sondou (například Tektronix P6015a) s dělicím poměrem 1:1000, vstupní impedancí 100 ΜΩ a šířkou pásma 75 MHz. Výstup vysokonapěťové single ended sondy 2 je zapojen do kanálu CH1 digitalizační jednotky 8.The high-voltage single-ended probe 2 in this exemplary embodiment is realized by an oscilloscope probe (for example Tektronix P6015a) with a division ratio of 1:1000, an input impedance of 100 ΜΩ and a bandwidth of 75 MHz. The output of the high-voltage single-ended probe 2 is connected to channel CH1 of the digitizing unit 8.
Proudová sonda 3 je v tomto příkladném provedení realizována osciloskopickou sondou (například Pearson Electronics CM411) s převodním poměrem 0,1 V/A, maximální proudovou zatížitelností 5 kA a šířkou pásma 20 MHz. Výstup proudové sondy 3 je zapojen do kanálu CH3 digitalizační jednotky 8.In this exemplary embodiment, the current probe 3 is realized by an oscilloscope probe (for example Pearson Electronics CM411) with a conversion ratio of 0.1 V/A, a maximum current carrying capacity of 5 kA and a bandwidth of 20 MHz. The output of the current probe 3 is connected to the CH3 channel of the digitizing unit 8.
Příklad zapojení vysokonapěťové diferenciální sondy 6 je na obr. 3. Tato vysokonapěťová diferenciální sonda 6 obsahuje dva vysokonapěťové děliče 6.1A. 6.1B a dva bloky 6.2A. 6 2B laditelných filtrů, kde každý z těchto bloků 6.2A. 6 2B laditelných filtrů obsahuje tři samostatné laditelné filtry 6,2,1, 6,2,2 a 6,2,3.An example of the connection of the high-voltage differential probe 6 is shown in Fig. 3. This high-voltage differential probe 6 contains two high-voltage dividers 6.1A. 6.1B and two blocks 6.2A. 6 2B tunable filters where each of these blocks 6.2A. 6 2B Tunable Filters includes three separate tunable filters 6,2,1, 6,2,2 and 6,2,3.
Každý blok 6.2A. 6 2B laditelných filtrů je propojený s diferenciálním zesilovačem 6,4 přes jemu přiřazený blok 6.3A, 6 3B přepěťové ochrany. Připojení k diferenciálnímu zesilovači 6,4 je realizováno vysoko impedančními vstupy. Diferenciální zesilovač 6,4 je napájen napěťovým zdrojem 6,5.Each block 6.2A. 6 2B tunable filters are connected to the differential amplifier 6.4 via the associated block 6.3A, 6 3B overvoltage protection. The connection to the differential amplifier 6.4 is realized by high impedance inputs. Differential amplifier 6.4 is powered by voltage source 6.5.
Na vstupy vysokonapěťových děličů 6.1A, 6.1B je z elektrod Ei a E2 jiskřiště přivedeno měřené napětí, které proti signálové zemi GND dosahuje úrovně vysokého napětí až 20kV. Každý z vysokonapěťových děličů 6.1A. 6.1B je proto realizován pomocí prvního nízkoindukčnostního rezistoru Ri (který je vysokonapěťový) a druhého nízkoindukčnostního rezistoru R2 (s běžným napětím). Dělicí poměr každého z vysokonapěťových děličů 6.1A. 6.1B je poměrem hodnot nízkoindukčnostních rezistorů Ri a R? stanoven na cca 1:2000.A measured voltage is supplied to the inputs of the high-voltage dividers 6.1A, 6.1B from electrodes Ei and E2 of the spark gap, which reaches a high voltage level of up to 20kV against the signal ground GND. Each of the high voltage dividers 6.1A. 6.1B is therefore implemented using a first low-inductance resistor Ri (which is high voltage) and a second low-inductance resistor R2 (which is normal voltage). Dividing ratio of each of the high-voltage dividers 6.1A. 6.1B is the ratio of the values of the low-inductance resistors Ri and R? set at about 1:2000.
Měřené signály na elektrodách Ei a E2 jsou po snížení jejich napěťových úrovní vysokonapěťovými děliči 6,1 kmitočtově kompenzovány kaskádami tří nezávislých laditelných filtrů 6,2.1. 6,2,2 a 6,2,3 (pasivních RC filtrů 1. řádu) v blocích 6,2 laditelných filtrů Tyto kaskády laditelných filtrů 6,2,1, 6,2,2 a 6,2,3 mají za úkol kompenzovat kmitočtové charakteristiky (fázovou a modulovou) prvních nízkoindukčnostních rezistorů Ri. Díky tomu lze obvod vysokonapěťové diferenciální sondy 6 používat i pro měření dějů v elektrickém výboji s dobou trvání v řádu desítek nanosekund.The measured signals on electrodes Ei and E2, after reducing their voltage levels by high-voltage dividers 6.1, are frequency-compensated by cascades of three independent tunable filters 6.2.1. 6,2,2 and 6,2,3 (passive RC filters of the 1st order) in blocks of 6,2 tunable filters These cascades of tunable filters 6,2,1, 6,2,2 and 6,2,3 have the task to compensate the frequency characteristics (phase and modulus) of the first low-inductance resistors Ri. Thanks to this, the circuit of the high-voltage differential probe 6 can also be used for measuring events in an electric discharge with a duration of tens of nanoseconds.
Z důvodu výskytu rychlých napěťových změn v měřeném jiskrovém výboji je obvod vysokonapěťové diferenciální sondy 6 opatřen rychlými bloky 6.3A, 6 3B přepěťové ochrany s nízkou parazitní kapacitou, které jsou schopny pracovat s reakční dobou ve stovkách femto sekund. Tyto bloky 6.3A. 6 3B přepěťové ochrany jsou zapojeny symetricky pro ochranu zesilovače 6,4 vůči kladným i záporným napěťovým překmitům.Due to the occurrence of rapid voltage changes in the measured spark discharge, the circuit of the high-voltage differential probe 6 is equipped with fast blocks 6.3A, 6 3B of overvoltage protection with low parasitic capacity, which are able to work with a reaction time of hundreds of femto seconds. These blocks 6.3A. 6 3B surge protectors are connected symmetrically to protect the 6.4 amplifier against positive and negative voltage surges.
Hlavním přínosem fiinkce vysokonapěťové diferenciální sondy 6 je zabudovaný diferenciální zesilovač 6,4. který vyhodnocuje rozdíl okamžitého napětí mezi elektrodami Ei a E^, upravený vysokonapěťovými děliči 6,1 a bloky 6,2 a 6,3. Diferenciální zesilovač 6,4 je realizován pomocí nízkošumových diskrétních operačních zesilovačů zapojených dle typizovaného uspořádání přístrojového zesilovače s napěťovým ziskem 2. Takto zpracovaný výstupní signál je přiveden na měřicí kanál CH2 digitalizační jednotky 8 pomocí koaxiálního kabelu.The main benefit of the high-voltage differential probe function 6 is the built-in differential amplifier 6.4. which evaluates the instantaneous voltage difference between the electrodes Ei and E^, modified by high-voltage dividers 6.1 and blocks 6.2 and 6.3. The differential amplifier 6.4 is implemented using low-noise discrete operational amplifiers connected according to the typical arrangement of an instrument amplifier with a voltage gain of 2. The output signal processed in this way is fed to the measurement channel CH2 of the digitizing unit 8 using a coaxial cable.
-5 CZ 309271 B6-5 CZ 309271 B6
Aktivní člen - diferenciální zesilovač 6,4 sondy 6 je napájen napěťovým zdrojem 6,5, jehož výstupní symetrické napětí je galvanicky odděleno vůči přístrojové zemi pro potlačení vzniku zemních smyček. Napěťová úroveň galvanické bariéry je nastavena na 2,5kV.The active member - the differential amplifier 6.4 of the probe 6 is powered by the voltage source 6.5, whose symmetrical output voltage is galvanically separated from the instrument ground to suppress the formation of ground loops. The voltage level of the galvanic barrier is set to 2.5kV.
Výše jmenované komponenty, tedy vysokonapěťové děliče 6,1. bloky 6,2. 6,3. diferenciální zesilovač 6.4 a napěťový zdroj 6,5 jsou osazeny na desce plošného spoje, která je navržena s ohledem na přeskokovou vzdálenost měřeného vysokého napětí. Tato deska plošného spoje obsahuje frézované části zabraňující vzniku povrchového výboje. Dále je deska plošného spoje ošetřena izolačním lakem a zalita zalévací izolační hmotou pro potlačení atmosférických vlivů.The above-mentioned components, i.e. high-voltage dividers 6.1. blocks 6.2. 6.3. the differential amplifier 6.4 and the voltage source 6.5 are mounted on a printed circuit board, which is designed with regard to the jump distance of the measured high voltage. This printed circuit board contains milled parts to prevent surface discharge. Furthermore, the printed circuit board is treated with an insulating varnish and filled with a potting insulating material to suppress atmospheric influences.
Příklad realizace optické sondy 7 je zobrazen na obr. 4 a 5. Optická sonda 7 se skládá ze vstupního skleněného válečku 7,1 z křemenného skla, rychlé fotodiody 72. signálového zesilovače 7,3 a stabilizátoru 7,4 napětí.An example of the implementation of the optical probe 7 is shown in Fig. 4 and 5. The optical probe 7 consists of an input glass roller 7.1 made of quartz glass, a fast photodiode 72. a signal amplifier 7.3 and a voltage stabilizer 7.4.
Vstupní část optické sondy 7 tedy obsahuje skleněný váleček 7,1 o průměru 8 mm a délce 30 mm, který je vyroben z křemenného skla pro jeho nízký útlum elektromagnetických vln v oblasti UV záření. Skleněný váleček 7,1 je zabudován do nerezového obalu 7,5 a zalepen teplotně odolným silikonem. Tímto je vytvořeno plynotěsné oddělení vnitřního prostoru optické sondy 7 a její elektroniky od vnějšího prostoru, ve kterém je měřen elektrický výboj. Elektrický výboj může být díky této konstrukci měřen i uvnitř zařízení (například v autoklávech), ve kterých dochází k prudkým změnám pracovního tlaku, například po iniciaci měřeného energetického materiálu.The input part of the optical probe 7 therefore contains a glass cylinder 7.1 with a diameter of 8 mm and a length of 30 mm, which is made of quartz glass for its low attenuation of electromagnetic waves in the UV radiation region. The glass roller 7.1 is built into a stainless steel casing 7.5 and sealed with temperature-resistant silicone. This creates a gas-tight separation of the inner space of the optical probe 7 and its electronics from the outer space in which the electric discharge is measured. Thanks to this design, the electric discharge can be measured even inside the device (for example in autoclaves) in which there are sharp changes in the working pressure, for example after the initiation of the measured energetic material.
Měřené elektromagnetické záření elektrického výboje prochází skleněným válečkem 7,1 a dopadá na aktivní plochu rychlé fotodiody 7,2 (např. typu JE10UV), která převádí dopadající fotony na elektrický proud. Převodní charakteristika použité fotodiody 7,2 je výrobcem definována v pásmu od 220 do 1070 nm. Takto širokopásmový pracovní rozsah fotodiody 72 přispívá ke spolehlivé detekci počátku elektrického výboje. Rychlá fotodioda 72 je zapojena v závěrném směru pro její vyšší citlivost na měřené elektromagnetické záření. Výstupní proud generovaný fotodiodou 7.2 je zesílen a převeden na napětí signálovým zesilovačem 7,3.The measured electromagnetic radiation of the electric discharge passes through the glass cylinder 7.1 and falls on the active surface of the fast photodiode 7.2 (e.g. type JE10UV), which converts the incident photons into an electric current. The conversion characteristic of the used photodiode 7.2 is defined by the manufacturer in the range from 220 to 1070 nm. Thus, the wide-band working range of the photodiode 72 contributes to the reliable detection of the start of the electrical discharge. The fast photodiode 72 is connected in the closing direction for its higher sensitivity to the measured electromagnetic radiation. The output current generated by the photodiode 7.2 is amplified and converted to voltage by the signal amplifier 7.3.
Signálový zesilovač 7,3 je realizován např. pomocí diskrétního operačního zesilovače s šířkou pásma 2 MHz při nastaveném signálovém zisku 100. Celková doba zpoždění měřeného optického výkonu pro odpovídající napěťovou odezvu na výstupu signálového zesilovače 7.3 je menší než 2 ps. Signálový zesilovač 7,3 je napájen nesymetrickým napětím o úrovni 5 V s minimálním parazitním zvlněním, což je docíleno precizním stabilizátorem 7,4 napětí pracujícím v širokém rozsahu vstupního napětí 6 V až 24 V. Napěťová úroveň analogového signálu na výstupu optické sondy 7 může nabývat hodnoty v rozsahu 0-5V. Výstup optické sondy 7 je připojen na kanál CH4 digitalizační jednotky 8 pomocí dvoužilového kabelu.The signal amplifier 7.3 is implemented, for example, using a discrete operational amplifier with a bandwidth of 2 MHz at a set signal gain of 100. The total delay time of the measured optical power for the corresponding voltage response at the output of the signal amplifier 7.3 is less than 2 ps. The signal amplifier 7.3 is supplied with an unbalanced voltage of 5 V with minimal parasitic ripple, which is achieved by a precise voltage stabilizer 7.4 working in a wide range of input voltage 6 V to 24 V. The voltage level of the analog signal at the output of the optical probe 7 can acquire values in the range 0-5V. The output of the optical probe 7 is connected to channel CH4 of the digitizing unit 8 using a two-core cable.
Příklad zapojení digitalizační jednotky 8 je uveden na obr. 6. Digitalizační jednotka 8 je vybavena blokem 8,1 čtyř analogových vstupů CHI, CH2, CH3, CH4. Každý z těchto analogových vstupů CHI. CH2. CH3. CH4 digitalizační jednotky 8 je přes obvod 82 impedančního přizpůsobení propojen se zpožďovací linkou 8,3, zaručující shodná zpoždění analogových signálů průchodem desky plošného spoje. Digitalizační jednotka 8 obsahuje čtyři shodné A/D převodníky 8,5. například s rozlišením 16 bitů a se vzorkovacím kmitočtem Áz = 250 MSa./s. Vstup každého z převodníků 8,5 propojený s výstupem z příslušné zpožďovací linky 8.3 je stejnosměrně kompenzován pomocí jemu přiřazeného D/A převodníku 8,6. který je řízen společným obvodem 8,7 hradlového pole (FPGA ) a jehož výstup je v součtovém bloku 8,4 přičten k analogovému signálu ze zpožďovací linky 8,3 na vstupu daného A/D převodníku 8,5. Obvod 8,7 hradlového pole (dále FPGA) vyčítá synchronizované data z A/D převodníků 8,5 a ukládá je do externí paměti 8,10 (např. typu DDR3 s kapacitou 2 GB umožňující uložení le9 vzorků na jedno měření). Digitalizační jednotka 8 pak také obsahuje zdroj 8,9 přesných signálových hodin pro synchronizaci jednotlivých subsystémů, které jsou obvodem 8,8 distribuceAn example of the connection of digitizer unit 8 is shown in Fig. 6. Digitizer unit 8 is equipped with block 8,1 of four analog inputs CHI, CH2, CH3, CH4. Each of these CHI analog inputs. CH2. CH3. CH4 of the digitizing unit 8 is connected via the impedance matching circuit 82 to the delay line 8,3, guaranteeing identical delays of the analog signals passing through the printed circuit board. The digitizing unit 8 contains four identical A/D converters 8.5. for example, with a resolution of 16 bits and a sampling frequency of Áz = 250 MSa./s. The input of each of the converters 8.5 connected to the output of the respective delay line 8.3 is DC-compensated by means of the D/A converter 8.6 assigned to it. which is controlled by the common circuit 8.7 of the gate array (FPGA) and whose output is added in the sum block 8.4 to the analog signal from the delay line 8.3 at the input of the given A/D converter 8.5. The circuit 8.7 of the gate array (hereafter FPGA) reads synchronized data from the A/D converters 8.5 and stores them in external memory 8.10 (e.g. DDR3 type with a capacity of 2 GB enabling the storage of only 9 samples per measurement). The digitizing unit 8 then also contains a source 8.9 of precise signal clocks for synchronizing the individual subsystems, which are the circuit 8.8 of distribution
-6 CZ 309271 B6 hodin rozvedeny k jednotlivým A/D převodníkům 8,5. Náběh napájecích obvodů (sekvence power up) a konfigurace obvodu 8,7 FPGA je řízena MCU procesorem 8,14. Pro konfiguraci lze využít jednu ze dvou Flash pamětí 8,12 a 8,13. které jsou propojeny s obvodem 8,7 FPGA. Přenos dat mezi digitalizační jednotkou 8 a vyhodnocovací jednotkou 9 probíhá subsystémem sběrnice 8,11 pomocí QSPI sběmic 8,15 (sběrnice s řazeným sériovým periferním rozhraním). Pro přenos řídicích povelů mezi vyhodnocovací jednotkou 9 a digitalizační jednotkou 8 slouží UART sběrnice 8,16 (sběrnice pro univerzální asynchronní sériový přenos). Digitalizační jednotka 8 je realizována na vícevrstvé desce plošného spoje, která je po celé své ploše chlazena hliníkovým chladičem. Tímto je zaručena konstantní teplota obvodů a samotné desky plošného spoje pro minimalizaci mechanického pnutí.-6 CZ 309271 B6 hours distributed to individual A/D converters 8.5. The start-up of the power circuits (power up sequence) and circuit configuration 8.7 FPGA is controlled by the MCU processor 8.14. One of the two Flash memories 8,12 and 8,13 can be used for configuration. which are connected to the 8.7 FPGA circuit. The data transfer between the digitizing unit 8 and the evaluation unit 9 takes place through the bus subsystem 8,11 using QSPI cells 8,15 (a bus with an ordered serial peripheral interface). The UART bus 8,16 (bus for universal asynchronous serial transmission) serves for the transmission of control commands between the evaluation unit 9 and the digitizing unit 8. The digitizing unit 8 is implemented on a multi-layer printed circuit board, which is cooled over its entire surface by an aluminum cooler. This guarantees a constant temperature of the circuits and the printed circuit board itself to minimize mechanical stress.
Příkladné provedení vyhodnocovací jednotky 9 z obr. 7 obsahuje interní úložiště 9,1 tvořené pamětí ve formě eMMC, USB, nebo SSD jednotky, dále obsahuje digitální trojnásobnou zpožďovací linku 9,2. subsystém 9,3 číslicové kompenzace frekvenčních charakteristik sond 2,3 a 6, bloky 9,4 a 9,5 pro realizaci matematického součinu měřeného proudu a napětí, bloky 9,6 a 9,7 numerické integrace, komparátor 9,8 pro stanovení mezí numerické integrace a zobrazovač 8,9. Data získaná měřením, tj. elektrické napětí u«(n)měřené vysokonapěťovou single ended sondou 2, elektrické napětí ua(n) měřené diferenciální vysokonapěťovou sondou 6, elektrický proud měřený proudovou sondou 3 a optický výkon PoU) měřený optickou sondou 7, jako posloupnosti vzorků s diskrétním časem n jsou uložena v interním úložišti 9,1. Časová zpoždění analogových měřených signálů jsou kompenzována digitální trojnásobnou zpožďovací linkou 9,2 tak, aby byla zajištěna časová synchronnost mezi měřenými kanály. Diskrétní signály “sil), «£>(»), i(n) a pofiOjsou zpožďovací linkou zpožděny o a ^po vzorků. Subsystém 9,3 číslicové kompenzace frekvenčních charakteristik sond 2,3 a 6 provádí kompenzaci frekvenčních charakteristik (tj. modulové a fázové). Skládá se z bloku 9,3,1 pro převod z časové do kmitočtové oblasti na bázi rychlé Fourierovy transformace (FFT), bloku 9,3,2 paměti, násobičky 9,3,3 a bloku 9,3,4 pro převod z frekvenční zpět do časové (IFFT) oblasti. V bloku 9,3,2 paměti jsou pro jednotlivé sondy 2,3 a 6 uloženy inverze jejich frekvenční charakteristiky R = {Εχ, d, j} pro diskrétní kmitočty k. Subsystém 9,3 číslicové kompenzace frekvenčních charakteristik sond 2, 3 a 6 tak realizuje vyrovnání frekvenčních charakteristik dle vztahů:The exemplary embodiment of the evaluation unit 9 from Fig. 7 contains an internal storage 9.1 made up of memory in the form of an eMMC, USB, or SSD unit, and also contains a digital triple delay line 9.2. subsystem 9.3 digital compensation of the frequency characteristics of probes 2.3 and 6, blocks 9.4 and 9.5 for realizing the mathematical product of the measured current and voltage, blocks 9.6 and 9.7 numerical integration, comparator 9.8 for determining limits numerical integration and display 8.9. The data obtained by measurement, i.e. the electric voltage u «( n ) measured by the high-voltage single ended probe 2, the electric voltage u a( n ) measured by the differential high-voltage probe 6, the electric current measured by the current probe 3 and the optical power PoU) measured by the optical probe 7, as sequences of samples with discrete time n are stored in the internal storage of 9.1. The time delays of the analog measured signals are compensated by a digital triple delay line 9.2 to ensure time synchrony between the measured channels. The discrete signals "sil), "£>(»), i(n) and pofi are delayed by oa ^po samples by the delay line. Subsystem 9,3 digital compensation of frequency characteristics of probes 2,3 and 6 performs compensation of frequency characteristics (ie module and phase). It consists of block 9,3,1 for conversion from time to frequency domain based on fast Fourier transform (FFT), block 9,3,2 memory, multiplier 9,3,3 and block 9,3,4 for conversion from frequency back to the time (IFFT) area. In blocks 9,3,2 of the memory, the inversions of their frequency characteristics R = {Εχ, d, j} for discrete frequencies k are stored for individual probes 2,3 and 6. Subsystem 9,3 digital compensation of the frequency characteristics of probes 2, 3 and 6 so it realizes the equalization of frequency characteristics according to the relations:
i4(n) = JFFT{FFT{:^ is(n) = /FFT{FFT{í(h kde ÚÚ značí skutečné, tj. očištěné od vlivu frekvenčních charakteristik sond 2, 3 a 6, a vzájemně časově synchronizované vzorky elektrického napětí měřeného vysokonapěťovou single ended sondou 2, elektrického napětí měřeného diferenciální vysokonapěťovou sondou 6 a elektrického proudu měřeného proudovou sondou 3. Na základě posloupnosti vzorků získaných optickou sondou 7 je za pomoci komparátoru 9,8 stanovena dolní mez ni a horní mez «2 numerické integrace součinu napětí a proudu jako okamžik nárůstu, resp. poklesu optického výkonu nad, resp. pod stanovenou kritickou hodnotu, přičemž tato hodnota je pro stanovení ni a «2 nastavena odlišně. Blok 9,4 společně s blokem 9,6 a blok 9,5 společně s blokem 9,7 provádí výpočet energie elektrického výboje pomocí numerické integrace součinů do nich vstupujících proudů a napětí. Výstupem bloku 9,6 je tak energie elektrického výboje stanovená standardní metodou, tj. na základě proudu tekoucího obvodem a napětí měřeného vysokonapěťovou single ended sondou 2 na elektrodě Ei dle vztahu:i4(n) = JFFT{FFT{:^ i s (n) = /FFT{FFT{í(h where ÚÚ means real, i.e. cleaned from the influence of the frequency characteristics of probes 2, 3 and 6, and mutually time-synchronized samples of electrical the voltage measured by the high-voltage single-ended probe 2, the electric voltage measured by the differential high-voltage probe 6 and the electric current measured by the current probe 3. Based on the sequence of samples obtained by the optical probe 7, the lower limit ni and the upper limit «2 of the numerical integration of the product are determined with the help of the comparator 9.8 voltage and current as the moment of increase or decrease of the optical power above or below a set critical value, while this value is set differently to determine ni and «2 Block 9.4 together with block 9.6 and block 9.5 together with block 9.7 it calculates the energy of the electric discharge using the numerical integration of the products of the currents and voltages entering them. The output of block 9.6 is the energy of the electric discharge determined by the standard method, i.e. based on the current flowing through the circuit and n voltage measured by high-voltage single-ended probe 2 on electrode Ei according to the relationship:
-7 CZ 309271 B6 = τ-Σ^^Ο) ί50ϋVýstupem bloku 9,7 je energie elektrického výboje stanovená dle modifikované metody měření, tj. na základě proudu tekoucího obvodem a napětí měřeného vysokonapěťovou diferenciální sondou 6 dle vztahu:-7 CZ 309271 B6 = τ-Σ^^Ο) ί5 0ϋ The output of block 9.7 is the energy of the electric discharge determined according to a modified measurement method, i.e. based on the current flowing through the circuit and the voltage measured by the high-voltage differential probe 6 according to the relationship:
= 7-Σ^ **0)·= 7-Σ^ **0)·
Zobrazovač 9,9 umožňuje zobrazit grafické výstupy a tabulky vypočtených hodnot. Grafickými výstupy jsou: časový průběh elektrického výkonu výboje měřeného standardní metodou, tj. na základě proudu tekoucího obvodem a napětí měřeného vysokonapěťovou single ended sondou 2 na elektrodě Ei (výstup bloku 9,4 pro realizaci matematického součinu měřeného proudu a napětí), časový průběh elektrického výkonu výboje měřeného modifikovanou metodou dle předkládaného vynálezu, tj. na základě proudu tekoucího obvodem a napětí měřeného vysokonapěťovou diferenciální sondou 6 (výstup bloku 9,5 pro realizaci matematického součinu měřeného proudu a napětí) a časový průběh optického výkonu výboje měřeného optickou sondou 7. Tabulka/y vypočtených hodnot pak zahrnují: hodnotu energie elektrického výboje EE1 stanovené standardní metodou, hodnotu energie elektrického výboje Ea stanovené dle , . i ¢7¼ — nj— modifikované metody měření, dobu trvání ' & elektrického výboje stanovenou dle optické sondy 7. Na základě hodnoty kapacity Co kondenzátoru použitého v generátoru, která je do vyhodnocovací jednotky 9 zadána uživatelem, a měřeného napětí Co je vypočtena teoretická hodnota energie elektrického výboje dle standardního vztahu 2 0 0 . Vyhodnocovací jednotka 9 následně stanoví ztráty v obvodu generátoru 1 jako rozdíl teoretické energie elektrického výboje E a energií elektrického výboje stanovených na základě měření.Viewer 9.9 allows you to display graphical outputs and tables of calculated values. The graphic outputs are: the time course of the electric power of the discharge measured by the standard method, i.e. based on the current flowing through the circuit and the voltage measured by the high-voltage single ended probe 2 on the electrode Ei (output of block 9.4 for the implementation of the mathematical product of the measured current and voltage), the time course of the electric of the discharge power measured by the modified method according to the present invention, i.e. based on the current flowing through the circuit and the voltage measured by the high-voltage differential probe 6 (output of block 9.5 for the implementation of the mathematical product of the measured current and voltage) and the time course of the optical power of the discharge measured by the optical probe 7. Table /y of the calculated values then include: the value of the electric discharge energy E E1 determined by the standard method, the value of the electric discharge energy Ea determined according to , . i ¢7¼ — nj— modified measurement methods, the duration of '& electric discharge determined according to the optical probe 7. Based on the value of the capacity Co of the capacitor used in the generator, which is entered into the evaluation unit 9 by the user, and the measured voltage Co, the theoretical energy value is calculated electric discharge according to the standard relationship 2 0 0 . The evaluation unit 9 subsequently determines the losses in the circuit of the generator 1 as the difference between the theoretical energy of the electric discharge E and the energies of the electric discharge determined on the basis of measurements.
Hardwarovým základem vyhodnocovací jednotky 9 je například platforma X15 od společnosti Beagleboard, ve které je naprogramovaná systémová aplikace uskutečňující bloky 9,2 až 9,8. Zobrazovač 9,9 je například představován dotykovým kapacitním displejem připojeným přes rozhraní HDMI do vyhodnocovací jednotky 9 platformy X15. Platforma X15 vyhodnocovací jednotky 9 umožňuje i vzdálený přístup k zobrazovači 9,9 prostřednictvím komunikace WiFi, LAN, nebo USB. Tímto lze ovládat zařízení pro měření a vyhodnocování energie elektrického výboje externě pomocí libovolné výpočetní techniky s operačním systémem Windows, nebo Android (tablet, notebook, telefon).The hardware basis of the evaluation unit 9 is, for example, the X15 platform from the Beagleboard company, in which a system application implementing blocks 9.2 to 9.8 is programmed. The display 9.9 is, for example, represented by a touch capacitive display connected via the HDMI interface to the evaluation unit 9 of the X15 platform. The X15 platform of the evaluation unit 9 also enables remote access to the display 9.9 via WiFi, LAN, or USB communication. In this way, the device for measuring and evaluating the energy of the electric discharge can be controlled externally using any computer with the Windows or Android operating system (tablet, laptop, phone).
Přínos předkládaného vynálezu:Benefit of the present invention:
Měřená energie elektrického výboje zahrnující chybu měření je dána vztahem:The measured energy of the electric discharge including the measurement error is given by:
= ^Σ^(Μη) + WOfa) ± Aj), kde chyba jejího stanovení závisí na absolutní chybě měření diferenciálního napětí Au.d a absolutní chybě měření proudu A/. Velikost těchto absolutních chyb je ovlivněna zejména počtem kvantizačních hladin použitých při digitalizaci přímo měřených signálů a dále způsobem měření diferenciálního napětí, které může být provedeno buď přímou metodou (sondou 6, dle obr. 2) nebo nepřímou metodou (s použitím vysokonapěťových single ended sond 2 a 2a, dle obr. 1).= ^Σ^(Μ η ) + WOfa) ± Aj), where the error of its determination depends on the absolute error of measuring the differential voltage Au. and the absolute error of measuring the current A/. The magnitude of these absolute errors is mainly influenced by the number of quantization levels used in the digitization of directly measured signals and also by the method of measuring the differential voltage, which can be performed either by a direct method (probe 6, according to Fig. 2) or by an indirect method (using high-voltage single-ended probes 2 and 2a, according to Fig. 1).
V níže uvedeném příkladu budeme dále srovnávat chyby měření napětí a proudů dle dosavadního stavu techniky s chybami měření dle předkládaného vynálezu. V případě měření dle dosavadního stavu techniky uvažujeme zapojení dle obr. 1, kde je proud měřen proudovou sondou 3, napětí naIn the example below, we will further compare voltage and current measurement errors according to the current state of the art with measurement errors according to the present invention. In the case of measurement according to the current state of the art, we consider the connection according to Fig. 1, where the current is measured by the current probe 3, the voltage on
-8 CZ 309271 B6 jiskrovém výboji je měřeno vysokonapěťovými sondami 2 a 2a a digitalizace je uskutečněna pomocí osciloskopu 4 s rozlišením M/t ose = 8 bitů. V případě měření dle předkládaného vynálezu dle obr. 2 je proud měřen proudovou sondou 3, napětí na jiskrovém výboji je měřeno vysokonapěťovou diferenciální sondou 6 a digitalizace je realizována pomocí digitalizační jednotky 8 s rozlišením Nm.dj = 16 bitů.-8 CZ 309271 B6 spark discharge is measured by high-voltage probes 2 and 2a and digitization is carried out using an oscilloscope 4 with a resolution of M/t axis = 8 bits. In the case of measurement according to the present invention according to Fig. 2, the current is measured by the current probe 3, the voltage at the spark discharge is measured by the high-voltage differential probe 6, and digitization is realized using the digitization unit 8 with a resolution of Nm.dj = 16 bits.
Byl zkonstruován generátor 1 elektrického výboje v typickém zapojení A.2 uvedeném v části Annex A normy EN13821:2002(E). Velikost nabíjecího napětí Uo kondenzátoru Co v tomto π zapojení byla zvolena Co = 10 kV odpovídajícímu počátečnímu napětí na elektrodě Ei. Maximální změřená hodnota amplitudy diferenciálního napětí Ud0 mezi elektrodami Ei a Ez byla v tomto případě rovna Um = 500 V. Maximální změřená hodnota amplitudy proudu lo tekoucího obvodem generátoru 1 byla v tomto případě rovna lo = 100 A.An electrical discharge generator 1 was constructed in the typical connection A.2 shown in Annex A of the EN13821:2002(E) standard. The magnitude of the charging voltage Uo of the capacitor Co in this π connection was chosen Co = 10 kV corresponding to the initial voltage on the electrode Ei. The maximum measured value of the amplitude of the differential voltage U d0 between electrodes Ei and Ez in this case was equal to Um = 500 V. The maximum measured value of the amplitude of the current lo flowing through the circuit of generator 1 was equal to lo = 100 A in this case.
1. Měření dle dosavadního stavu techniky1. Measurement according to the current state of the art
V tomto případě probíhá měření proudu tekoucího obvodem generátoru přímou metodou a absolutní chyba měření elektrického proudu je dána vztahem:In this case, the current flowing through the generator circuit is measured by the direct method, and the absolute error of the electric current measurement is given by:
Ig 2-100 „ „„ .Ig 2-100 „ „ „ .
^.OSC~ 2Nbit>asc+l - Α·^.OSC~ 2 N bit>asc +l - Α ·
Měření diferenciálního napětí Ud.ox mezi elektrodami E± a Ez je dle dosavadního stavu techniky prováděno nepřímou metodou jako rozdíl elektrického napětí měřeného na jednotlivých elektrodách Ev a Ey.Measurement of differential voltage Ud. ox between the electrodes E± and Ez is, according to the current state of the art, carried out by an indirect method as the difference of the electric voltage measured on the individual electrodes Ev and Ey.
^dpSC ^E^OSC ^E2í0SC'^dpSC ^E^OSC ^E 2í 0SC'
Absolutní chyba měření elektrického napětí jednotlivé vysokonapěťové sondy 2 nebo 2a je dána vztahem:The absolute error of the measurement of the electric voltage of the individual high-voltage probe 2 or 2a is given by the relation:
Λ = A = “° oseΛ = A = “° axis
2-lQ-ltH = 06 2-lQ-ltH = 06
2’2'
Absolutní chyba měření skutečného diferenciálního napětí dle dosavadního stavu techniky je pak dána jako průměr absolutních chyb vztahem:The absolute error of measuring the actual differential voltage according to the current state of the art is then given as the average of the absolute errors by the relation:
^u,d,osc- 55,25 V.^u,d,osc - 55.25V.
Maximální měřená hodnota amplitudy diferenciálního napětí UdQ mezi elektrodami Er a E2 je v tomto případě reprezentována počtem kvantizačních hladin Nu,d,ose'·The maximum measured value of the amplitude of the differential voltage U dQ between the electrodes E r and E 2 is in this case represented by the number of quantization levels Nu,d,ose'·
Uao 500 = 2¾ = 2 10 · 103 ~ 256U and ao 500 = 2¾ = 2 10 · 10 3 ~ 256
2. Měření dle předkládaného vynálezu2. Measurement according to the present invention
V případě měření dle předkládaného vynálezu probíhá měření jak elektrického proudu, tak diferenciálního elektrického napětí výboje přímou metodou. Absolutní chyba takto měřených veličin je dána vztahy:In the case of the measurement according to the present invention, both the electric current and the differential electric voltage of the discharge are measured by a direct method. The absolute error of such measured quantities is given by the relations:
-9 CZ 309271 B6 λ _ —— = - i 52 raj4-9 CZ 309271 B6 λ _ —— = - i 52 raj 4
DJ 217 <<< KinA — 2 ÍÍii0 — 2'Stj0 — 7 fi mV ^a,D} ^lbitiDj+i 2i7DJ 217 <<< KinA — 2 ÍÍii0 — 2 ' Stj0 — 7 fi mV ^a,D} ^l bitiD j+i 2 i7
Maximální měřená hodnota amplitudy diferenciálního napětí Um mezi elektrodami Ev a U je reprezentována počtem kvantizačních hladin Nuadj.The maximum measured value of the amplitude of the differential voltage Um between the electrodes Ev and U is represented by the number of quantization levels Nuadj.
jj __ íío __ bOO π 'γατί ~ zutí0 — 2-soo ~ o2/C8.jj __ íío __ bOO π 'γατί ~ zu tí0 — 2-soo ~ o2/C8.
2 Nlňt.,D} 65 635 2 N lňt.,D} 65,635
Klíčovým přínosem překládaného vynálezu oproti dosavadního stavu techniky je vyšší rozlišení měřeného diferenciálního elektrického napětí Um na elektrickém výboji. Dle dosavadního stavu techniky je měřené napětí na výboji reprezentováno pouze šesti kvantizačními hladinami, zatímco překládaný vynález umožňuje měřit stejný děj s počtem 32 768 kvantizačních hladin. Použitím diferenciální vysokonapěťové sondy 6 a digitalizační jednotky 8 s vysokým rozlišením je v uvedeném případě 7269 krát snížena chyba měření elektrického napětí a 256 krát snížena chyba měření elektrického proudu. Použitím kompenzací kmitočtových charakteristik jednotlivých sond 2, 3 a 6 vyhodnocovací jednotkou 9 a přesným stanovením integračních mezí pomocí optické sondy 7 je výsledná chyba energie elektrického výboje dále snížena.The key benefit of the present invention compared to the prior art is the higher resolution of the measured differential electric voltage Um on the electric discharge. According to the current state of the art, the measured discharge voltage is represented by only six quantization levels, while the translated invention allows measuring the same event with the number of 32,768 quantization levels. By using the differential high-voltage probe 6 and the digitizing unit 8 with a high resolution, the error of measuring the electric voltage is reduced by 7269 times and the error of measuring the electric current is reduced by 256 times. By using the compensation of the frequency characteristics of the individual probes 2, 3 and 6 by the evaluation unit 9 and the precise determination of the integration limits by means of the optical probe 7, the resulting error of the electric discharge energy is further reduced.
Předkládaný vynález je tedy ve zvlášť preferovaném znázorněném provedení navržen pro měření elektrické energie elektrického výboje a stanovení energetické bilance v obvodu generujícího elektrický výboj. Energie výboje je stanovena na základě synchronizovaného měření elektrického proudu, elektrického napětí a optického výkonu měřeného výboje. Pro zpřesnění měření energie elektrického výboje je využito vícebodové měření napětí s vysokým rozlišením. Optické měření výkonu elektrického výboje je použito pro minimalizaci výpočetní chyby výsledné energie. Nežádoucí zkreslení měřených signálů je kompenzováno s využitím znalostní frekvenčních charakteristik jednotlivých obvodových prvků v měřicím zařízení.The present invention is therefore, in a particularly preferred illustrated embodiment, designed for measuring the electrical energy of an electrical discharge and determining the energy balance in the circuit generating the electrical discharge. The energy of the discharge is determined on the basis of synchronized measurement of electric current, voltage and optical power of the measured discharge. Multi-point voltage measurement with high resolution is used to make the energy measurement of the electric discharge more accurate. Optical measurement of the electric discharge power is used to minimize the calculation error of the resulting energy. Undesirable distortion of the measured signals is compensated using the known frequency characteristics of individual circuit elements in the measuring device.
ReferenceReference
Zhong et al., Experimental Investigation on Measurement of Spark Discharge Energy Using Integration Method, Advanced in Control Engineering and Information Science, Procedia Engineering 15 (2011) 2690 - 2694Zhong et al., Experimental Investigation on Measurement of Spark Discharge Energy Using Integration Method, Advanced in Control Engineering and Information Science, Procedia Engineering 15 (2011) 2690 - 2694
Julian J. Lee and Joseph E. Shepherd, Spark Ignition Measurements in Jet A: part II, Explosion Dynamics Laboratory Report FM 99-7, January 22, 2000Julian J. Lee and Joseph E. Shepherd, Spark Ignition Measurements in Jet A: part II, Explosion Dynamics Laboratory Report FM 99-7, January 22, 2000
Erlend Randeberg, Werner Olsen, Rolf K. Eckhoff, A new method for generation of synchronised capacitive sparks of low energy, Journal of Electrostatics, Volume 64, Issues 3-4, 2006, Pages 263-272, ISSN 0304-3886,Erlend Randeberg, Werner Olsen, Rolf K. Eckhoff, A new method for generation of synchronized capacitive sparks of low energy, Journal of Electrostatics, Volume 64, Issues 3-4, 2006, Pages 263-272, ISSN 0304-3886,
Voloshko: Nanoparticle formation by means of spark discharge at atmospheric pressure, Doctoral Thesis (2015)Voloshko: Nanoparticle formation by means of spark discharge at atmospheric pressure, Doctoral Thesis (2015)
Potentially explosive atmospheres - Explosion prevention and protection - Determination of minimum ignition energy of dust/air mixtures, ENI3821:2002(E).Potentially explosive atmospheres - Explosion prevention and protection - Determination of minimum ignition energy of dust/air mixtures, ENI3821:2002(E).
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019781A CZ309271B6 (en) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | High-voltage differential probe and device for measuring and evaluating the energy of an electric discharge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019781A CZ309271B6 (en) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | High-voltage differential probe and device for measuring and evaluating the energy of an electric discharge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2019781A3 CZ2019781A3 (en) | 2021-06-30 |
| CZ309271B6 true CZ309271B6 (en) | 2022-07-06 |
Family
ID=76543319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019781A CZ309271B6 (en) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | High-voltage differential probe and device for measuring and evaluating the energy of an electric discharge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309271B6 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0386431A2 (en) * | 1989-03-09 | 1990-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Measurement circuitry for the primary voltage of an ignition coil |
| JPH07270463A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Pentel Kk | Simplified detection circuit for positive and negative static electricity |
| RU2700327C1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-09-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Peak detector with differential input |
-
2019
- 2019-12-18 CZ CZ2019781A patent/CZ309271B6/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0386431A2 (en) * | 1989-03-09 | 1990-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Measurement circuitry for the primary voltage of an ignition coil |
| JPH07270463A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Pentel Kk | Simplified detection circuit for positive and negative static electricity |
| RU2700327C1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-09-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Peak detector with differential input |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2019781A3 (en) | 2021-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gustavsen | Wide band modeling of power transformers | |
| KR20000060280A (en) | A Laplace transform impedance spectrometer | |
| McKubre et al. | Measuring techniques and data analysis | |
| CN110275096A (en) | Insulator surface defect local discharge detection device and detection method | |
| Austin et al. | On-Line Digital Computer System for Measurementof Partial Discharges in Insulation Structures | |
| Ye et al. | Simulation of partial discharges under influence of impulse voltage | |
| CZ309271B6 (en) | High-voltage differential probe and device for measuring and evaluating the energy of an electric discharge | |
| US2948849A (en) | Method and apparatus for measuring apparent corona charge | |
| Sharath et al. | Prediction of impulse voltage-time characteristics of air and oil insulation for different wavefronts | |
| Crotti et al. | Calibration of MV voltage instrument transformer in a wide frequency range | |
| Stanković et al. | Combined measuring uncertainty of capacitive divider with concentrated capacitance on high-voltage scale | |
| JP2009128130A (en) | Voltage signal detector and abnormal voltage monitoring device | |
| Lebedev et al. | Specific features of digital current and voltage transformers for relay protection, automation and commercial electric power metering | |
| US10191159B2 (en) | Radiation measurement device | |
| Ma et al. | VFTO measurement system based on the embedded electrode in GIS spacer | |
| Ceballos et al. | Study of the behavior of low voltage ZnO varistors against very fast transient overvoltages (VFTO) | |
| Nguyen et al. | Effect of temperatures on very low frequency partial discharge diagnostics | |
| Kuhnke et al. | Investigation on new sensors for a contactless impulse voltage measurement | |
| Fu et al. | Research on the method for transient overvoltage measurement using CVT Within a capacitor C 3 | |
| Meisner et al. | Generation and measurement of AC ripple at high direct voltage | |
| Carvalho et al. | Comparative analysis of instruments measuring time-varying harmonics | |
| Khamlichi et al. | Universal Measuring Unit for High Voltage Measurements | |
| RU2689323C1 (en) | Apparatus for monitoring parameters of a secondary uninterruptible power supply | |
| JP7015000B2 (en) | Ionization chamber type radiation detector | |
| Ranachowski et al. | Monitoring of partial discharges in cable insulation and cable head using acoustic method |