MD603Z - Procedeu de confecţionare a divizorului de tensiune rezistiv - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la energetică, în special, la tehnica de măsurare a tensiunilor înalte de curent continuu şi curent alternativ, şi anume la procedeele de confecţionare a divizoarelor de tensiune rezistive bobinate din conductor, de exemplu, microfir.Procedeul de confecţionare a divizorului de tensiune rezistiv constă în bobinarea continuă a conductorului în izolaţie, de exemplu, a microfirului în izolaţie de sticlă, pe prima şi a doua carcase, unite între ele, montarea la o distanţă de la prima şi de la a doua carcase a carcasei a treia rotative, perpendicular acestora, de aceeaşi dimensiune şi structură cu cea de-a doua carcasă, rebobinarea conductorului de pe cea de-a doua carcasă pe carcasa a treia. Totodată conductorul de pe carcasa a treia împreună cu conductorul de pe prima carcasă şi bobinele secundare ale unui transformator diferenţial formează o punte cu patru braţe. La atingerea echilibrului punţii rebobinarea conductorului se întrerupe şi conductorul se taie. A doua carcasă se demontează de pe prima carcasă şi prima carcasă se uneşte cu cea de-a treia carcasă, formând divizorul de tensiune.

Description

Invenţia se referă la energetică, în special, la tehnica de măsurare a tensiunilor înalte de curent continuu şi curent alternativ, şi anume la procedeele de confecţionare a divizoarelor de tensiune rezistive bobinate din conductor, de exemplu, microfir.

Este cunoscută tehnologia de confecţionare a divizoarelor de tensiune, formate dintr-un lot de rezistoare, rezistenţele acestora fiind selectate astfel încât să se asigure coeficientul de divizare egal cu 10n, unde n este un număr întreg pozitiv sau 0 [1].

Dezavantajul acestei tehnologii constă în faptul că rezistoarele ce formează divizorul de tensiune sunt bobinate din diferite loturi de conductoare şi pot avea diferiţi coeficienţi de rezistenţă termică. Aceasta influenţează negativ asupra stabilităţii termice şi, respectiv, asupra coeficientului de divizare al divizorului de tensiune, reducând clasa de precizie a acestuia. Un alt dezavantaj constă în faptul că pentru asigurarea coeficientului de divizare cu valoarea şi precizia prestabilite ajustarea rezistenţei fiecărei secţii se efectuează separat, ceea ce complică tehnologia de confecţionare a divizoarelor de tensiune din această clasă şi, ca urmare, măreşte costul acestora.

Cea mai apropiată soluţie este procedeul de confecţionare a divizoarelor de tensiune bobinate din microfir în izolaţie de sticlă, în care secţiile, care formează divizorul de tensiune, sunt bobinate pe carcasă din acelaşi microfir, ceea ce face ca coeficientul de divizare al divizorului de tensiune să rămână constant la variaţia temperaturii, ce prezintă un avantaj [2].

Dezavantajul acestui procedeu constă în asigurarea coeficientului de divizare prestabilit prin ajustarea rezistenţei fiecărei secţii aparte prin debobinarea consecutivă a porţiunilor mici de microfir şi măsurarea rezistenţei microfirului rămas pe carcasă după fiecare debobinare. Această operaţie poate fi repetată de mai multe ori, ce influenţează negativ asupra costului divizorului de tensiune. În anumite cazuri, rezistenţa ultimei porţiuni scoase de pe divizorul de tensiune poate depăşi rezistenţa necesară pentru obţinerea valorii nominale a rezistenţei secţiei. În aceste cazuri secţia ajustată posedă o rezistenţă mai mică decât cea necesară şi, respectiv, secţia se rebutează.

Problemele pe care le rezolvă invenţia constau în majorarea stabilităţii termice a coeficientului de divizare a divizorului de tensiune, excluderea operaţiei de ajustare manuală a secţiilor şi, ca urmare, micşorarea volumului de muncă la ajustarea divizoarelor de tensiune de acest gen şi, respectiv, micşorarea costului acestora şi excluderea rebutului posibil.

Procedeul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că constă în:

- bobinarea continuă a conductorului în izolaţie, de exemplu, a microfirului în izolaţie de sticlă, cu rezistenţa sumară R=R1+R2=R1+R1/K pe prima şi a doua carcase, cu lungimile eficace L1 şi L2, respectiv, unite între ele, pe capetele cărora sunt fixate inele conductoare, totodată bobinarea se efectuează prin distribuirea omogenă a conductorului cu rezistenţa R1 pe lungimea eficace L1 a primei carcase şi cu rezistenţa R2 = R1/K pe lungimea eficace L2 a carcasei a doua, unde K este coeficientul de divizare a divizorului de tensiune;

- fixarea primei şi a celei de-a doua carcase pe un suport;

- montarea la o distanţă de la prima şi de la a doua carcase a carcasei a treia rotative, perpendicular acestora, de aceeaşi dimensiune şi structură cu cea de-a doua carcasă;

- conectarea inelului conductor al primei carcase, la care este unit începutul conductorului bobinat, la o bornă liberă a unei bobine secundare cu numărul de spire W1 a unui transformator diferenţial, bobina fiind unită în serie cu o a doua bobină secundară a transformatorului cu numărul de spire W2=W1/K, punctul de conexiune a acestora fiind unit la masă, iar sfârşitul conductorului bobinat, care alunecă pe un electrod cu lungimea l, se uneşte la inelul conductor al carcasei a treia, unită printr-un contact alunecător cu borna liberă a bobinei secundare cu numărul de spire W2;

- rebobinarea conductorului cu rezistenţa R2 de pe cea de-a doua carcasă pe carcasa a treia, care formează împreună cu rezistenţa R1 de pe prima carcasă şi bobinele secundare ale transformatorului o punte cu patru braţe, alimentată de la o sursă de semnal armonic, unită la bobina primară a transformatorului, iar indicatorul de echilibru al punţii este legat electric cu aceasta prin capacitatea C, formată de electrodul E şi conductor;

- întreruperea rebobinării conductorului la atingerea egalităţii (R - R2)(U/K) = R2U, unde U şi U/K sunt tensiunile de pe bobinele cu numărul de spire şi respectiv;

- la distanţa l/K de la marginea electrodului din partea carcasei a treia conductorul se taie;

- capătul liber al conductorului bobinat se lipeşte la inelul conductor liber al primei carcase, iar capătul liber al conductorului rebobinat se lipeşte la inelul conductor liber al carcasei a treia;

- a doua carcasă se demontează de pe prima carcasă şi prima carcasă se uneşte cu cea de-a treia carcasă, formând divizorul de tensiune.

Conductorul se bobinează pe prima şi a doua carcase într-o direcţie cu acelaşi pas de depănare h, care se alege din condiţia:

unde D şi L sunt, respectiv, diametrul şi lungimea eficace sumară a carcaselor; r - rezistenţa liniară a conductorului.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-5, care reprezintă:

- fig.1, conductorul cu rezistenţa sumară R = R1 + R2 = R1 + R1/K, bobinat pe prima şi a doua carcase, unite între ele;

- fig.2, carcasa a treia, pe care în procesul de confecţionare a divizorului de tensiune se rebobinează porţiunea de conductor cu rezistenţa R2 = R1/K, bobinată pe carcasa a doua;

- fig.3, schema electrică structurală ce explică principiul de măsurare a rezistenţelor R1 şi R2=R1/K prin schema unei punţi cu braţele formate din aceste rezistenţe şi două bobine secundare ale transformatorului diferenţial, unite între ele în serie;

- fig.4, schema electrică echivalentă a punţii pe parcursul ajustării raportului rezistenţelor R1 şi R2 cu rebobinarea conductorului de pe carcasa a doua pe carcasa a treia;

- fig.5, schema electrică echivalentă a punţii echilibrate la atingerea egalităţii U · (R1/K) = (U/K) · R1, care serveşte drept exemplu de realizare a invenţiei.

În fig. 1-5 sunt utilizate următoarele repere: 1 - prima carcasă, pe care se bobinează conductorul cu rezistenţa R1; 2 - carcasa a doua, pe care se bobinează conductorul cu rezistenţa R2 = R1/K; 3 - carcasa a treia, pe care se rebobinează conductorul cu rezistenţa R2 de pe carcasa 2 şi care la finisarea procedeului constituie braţul de rezistenţă joasă a divizorului de tensiune; 4 - transformatorul diferenţial cu bobina primară B1, unită cu o sursă de semnal armonic 14 şi cu două bobine secundare: B2 cu numărul de spire W1~R1 şi, respectiv, B3 cu numărul de spire W2=W1/K~R1/K, bobinele secundare fiind unite în serie, iar punctul de conexiune a acestora este unit la masă; 5 - rezistorul cu conductorul cu rezistenţa sumară R=R1+R2=R1+R1/K, bobinat pe carcasele 1 şi 2 unite între ele; 6 - conductorul; 7 - contactul alunecător, ce uneşte borna liberă a bobinei B3 cu inelul conductor al carcasei 3, la care ulterior se uneşte capătul conductorului dezlipit de la inelul carcasei 2; 8 - electrodul E, prin care se trage conductorul la rebobinarea lui de pe carcasa 2 pe carcasa 3; 9 - indicatorul de echilibru al punţii unit cu electrodul 8 şi masa; 10 - puntea cu patru braţe, formată de bobinele secundare B2, B3 ale transformatorului 4 şi rezistenţele R1, R2 ale conductorului; 11 - suportul, pe care se fixează rezistorul 5; 12 - mecanismul, în care se fixează carcasa 3 şi pe care o roteşte pe parcursul rebobinării; 13 - motorul electric, care roteşte mecanismul 12.

Procedeul se efectuează în felul următor

Se bobinează continuu conductorul în izolaţie, de exemplu, microfirul în izolaţie de sticlă cu rezistenţa sumară R=R1+R2=R1+R1/K pe prima 1 şi a doua 2 carcase, cu lungimile eficace L1 şi L2, respectiv, unite între ele (vezi fig. 1). Pe capetele carcaselor 1 şi 2 sunt fixate inele conductoare A şi B. Bobinarea se efectuează prin distribuirea omogenă a conductorului cu rezistenţa R1 pe lungimea eficace L1 a carcasei 1 şi cu rezistenţa R2 = R1/K pe lungimea eficace L2 a carcasei 2, unde K este coeficientul de divizare a divizorului de tensiune. Carcasele 1 şi 2 se fixează pe suportul 11 orizontal (vezi fig. 3). În mecanismul 12 rotit de motorul 13, montate la o distanţă de la carcasele 1 şi 2, perpendicular acestora, se fixează carcasa 3, de aceeaşi dimensiune şi structură cu carcasa 2. Inelul conductor A al carcasei 1, la care este unit începutul conductorului bobinat, se conectează la o bornă liberă a bobinei secundare B2 cu numărul de spire W1 a transformatorului diferenţial 4, bobina B2 fiind unită în serie cu a doua bobină secundară B3 a transformatorului 4 cu numărul de spire W2=W1/K, punctul de conexiune a acestora fiind unit la masă. Se alimentează motorul electric 13 de la reţeaua electrică. Conductorul 6 de pe rezistorul 5 se trage de-a lungul axei acestuia. Pasul de depănare a conductorului pe carcasa 3 se alege egal cu pasul de depănare a acestuia pe carcasa 2. De asemenea şi numărul de rotaţii ale carcasei 3 se alege egal cu numărul de rotaţii ale rezistorului 5 la bobinarea acestuia. Conductorul 6 se trage prin electrodul 8, care concomitent este şi bridă a depunătorului de conductor pe carcasa 3. Sfârşitul conductorului 6 bobinat, care alunecă pe electrodul 8 cu lungimea l, se uneşte la inelul conductor al carcasei 3, unită prin contactul alunecător 7 cu borna liberă a bobinei secundare B3 cu numărul de spire W2. Conductorul cu rezistenţa R2 se rebobinează de pe carcasa 2 pe carcasa 3, care formează împreună cu rezistenţa R1 de pe carcasa 1 şi bobinele secundare B2 şi B3 ale transformatorului 4 o punte cu patru braţe, alimentată de la sursa de semnal armonic 14, unită la bobina primară B1 a transformatorului 4, iar indicatorul de echilibru 9 al punţii este legat electric cu aceasta prin capacitatea C, formată de electrodul 8 şi conductorul 6. Rebobinarea conductorului se întrerupe la echilibrarea punţii (vezi fig. 5), adică la atingerea egalităţii:

(R - R2)(U/K) = R2U,

unde U şi U/K sunt tensiunile de pe bobinele B2 şi B3 cu numărul de spire şi respectiv. Atingerea egalităţii este indicată de indicatorul 9, deoarece curentul ce trece prin acesta devine nul. La distanţa l/K de la marginea electrodului 8 din partea carcasei 3 conductorul 6 se taie. Capătul liber al conductorului bobinat se lipeşte la inelul conductor liber al carcasei 1, iar capătul liber al conductorului rebobinat se lipeşte la inelul conductor liber al carcasei 3. Carcasa 2 se demontează de la carcasa 1. Ultima se uneşte cu carcasa 3, formând divizorul de tensiune.

Eroarea coeficientului de divizare K al divizorului de tensiune este determinată de precizia de stabilire a raportului numărului de spire ale bobinelor B2 şi B3, care, după cum se ştie, poate fi de miimi de procente.

1. Рождественская Т.Б., Зорин Д.И., Бродский А.М. Новая модель высокоомного шестикаскадного компаратора. Измерительная техника, 1961, №6

2. Зеликовский З.Н. Входные делители напряжения для цифровых вольтметров и их проверка. Микропровод и приборы сопротивления. Кишинев, 1962

Claims (2)

1. Procedeu de confecţionare a divizorului de tensiune rezistiv, care constă în: - bobinarea continuă a conductorului în izolaţie, de exemplu, a microfirului în izolaţie de sticlă, cu rezistenţa sumară R=R1+R2=R1+R1/K pe prima şi a doua carcase, cu lungimile eficace L1 şi L2, respectiv, unite între ele, pe capetele cărora sunt fixate inele conductoare, totodată bobinarea se efectuează prin distribuirea omogenă a conductorului cu rezistenţa R1 pe lungimea eficace L1 a primei carcase şi cu rezistenţa R2 = R1/K pe lungimea eficace L2 a carcasei a doua, unde K este coeficientul de divizare a divizorului de tensiune; - fixarea primei şi a celei de-a doua carcase pe un suport; - montarea la o distanţă de la prima şi de la a doua carcase a carcasei a treia rotative, perpendicular acestora, de aceeaşi dimensiune şi structură cu cea de-a doua carcasă; - conectarea inelului conductor al primei carcase, la care este unit începutul conductorului bobinat, la o bornă liberă a unei bobine secundare cu numărul de spire W1 a unui transformator diferenţial, bobina fiind unită în serie cu o a doua bobină secundară a transformatorului cu numărul de spire W2=W1/K, punctul de conexiune a acestora fiind unit la masă, iar sfârşitul conductorului bobinat, care alunecă pe un electrod cu lungimea l, se uneşte la inelul conductor al carcasei a treia, unită printr-un contact alunecător cu borna liberă a bobinei secundare cu numărul de spire W2; - rebobinarea conductorului cu rezistenţa R2 de pe cea de-a doua carcasă pe carcasa a treia, care formează împreună cu rezistenţa R1 de pe prima carcasă şi bobinele secundare ale transformatorului o punte cu patru braţe, alimentată de la o sursă de semnal armonic, unită la bobina primară a transformatorului, iar indicatorul de echilibru al punţii este legat electric cu aceasta prin capacitatea C, formată de electrodul E şi conductor; - întreruperea rebobinării conductorului la atingerea egalităţii (R - R2)(U/K) = R2U, unde U şi U/K sunt tensiunile de pe bobinele cu numărul de spire şi respectiv; - la distanţa l/K de la marginea electrodului din partea carcasei a treia conductorul se taie; - capătul liber al conductorului bobinat se lipeşte la inelul conductor liber al primei carcase, iar capătul liber al conductorului rebobinat se lipeşte la inelul conductor liber al carcasei a treia; - a doua carcasă se demontează de pe prima carcasă şi prima carcasă se uneşte cu cea de-a treia carcasă, formând divizorul de tensiune.

2. Procedeu, conform revendicării 1, în care conductorul se bobinează pe prima şi a doua carcase într-o direcţie cu acelaşi pas de depănare h, care se alege din condiţia: , unde D şi L sunt, respectiv, diametrul şi lungimea eficace sumară a carcaselor; r - rezistenţa liniară a conductorului.