RU146456U1 - HIGH VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE - Google Patents

HIGH VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU146456U1
RU146456U1 RU2014123870/28U RU2014123870U RU146456U1 RU 146456 U1 RU146456 U1 RU 146456U1 RU 2014123870/28 U RU2014123870/28 U RU 2014123870/28U RU 2014123870 U RU2014123870 U RU 2014123870U RU 146456 U1 RU146456 U1 RU 146456U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
voltage divider
display
input
output
Prior art date
Application number
RU2014123870/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Петров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр России Современные технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр России Современные технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инженерный центр России Современные технологии"
Priority to RU2014123870/28U priority Critical patent/RU146456U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU146456U1 publication Critical patent/RU146456U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Устройство измерения высокого напряжения, содержащее делитель напряжения, аналогоцифровой преобразователь, устройство управления, клавиатуру и дисплей, отличающееся тем, что в блок индикации введён компенсатор погрешности делителя напряжения, вход которого соединён с выходом аналогоцифрового преобразователя высоковольтного блока через преобразователь интерфейса, а вход аналогоцифрового преобразователя соединён с выходом делителя напряжения, причём выход компенсатора погрешности делителя напряжения соединен с входом устройства управления, к которому клавиатура и дисплей присоединены своими выходом и входом. A high voltage measuring device comprising a voltage divider, an analog-to-digital converter, a control device, a keyboard and a display, characterized in that an error compensator for the voltage divider is introduced into the display unit, the input of which is connected to the output of the analog-digital converter of the high-voltage unit through an interface converter, and the input of the analog-digital converter is connected with the output of the voltage divider, and the output of the error compensator of the voltage divider is connected to the input of the device board, to which the keyboard and display are connected at their output and input.

Description

Полезная модель устройство измерения высокого напряжения относится к электроизмерительным устройствам для измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока с малой погрешностью в диапазоне от нуля до значений свыше 100 киловольт. Устройство измерения высокого напряжения относится к приборостроению, к группе измерительных приборов, предназначенных для определения электрических, магнитных и электромагнитных величин, характеризующих работу радиотехнических и электронных устройств и систем.A useful model of a high voltage measuring device relates to electrical measuring devices for measuring high voltage direct and alternating current with a small error in the range from zero to values above 100 kilovolts. A high voltage measuring device relates to instrumentation, to a group of measuring devices designed to determine the electrical, magnetic and electromagnetic quantities that characterize the operation of radio engineering and electronic devices and systems.

Наиболее близким техническим решением является цифровой кило-вольтметр, предназначенный для измерения высокого напряжения постоянного и переменного тока [1], состоящий из делителя напряжения высоковольтного и измерителя постоянных и переменных напряжений, который в свою очередь состоит из аналого-цифрового преобразователя, клавиатуры, дисплея и устройства управления, обеспечивающий приведенную погрешность ±0,5% измерения высокого напряжения в диапазоне измеряемых напряжений.The closest technical solution is a digital kilo-voltmeter designed to measure high voltage direct and alternating current [1], consisting of a high voltage divider and a constant and alternating voltage meter, which in turn consists of an analog-to-digital converter, keyboard, display and a control device providing a given error of ± 0.5% for measuring high voltage in the range of measured voltages.

Недостатком данного устройства является довольно большая погрешность измерения, связанная с разбросом параметров используемых в делителе резисторов и конденсаторов, а также возникающей нелинейностью коэффициента деления при работе под воздействием высокого напряжения. Также недостатком является необходимость использования дорогих высокоточных резисторов и конденсаторов.The disadvantage of this device is the rather large measurement error associated with the scatter of parameters used in the divider resistors and capacitors, as well as the non-linearity of the division coefficient when working under high voltage. Another disadvantage is the need to use expensive high-precision resistors and capacitors.

Целью предполагаемой полезной модели является значительное повышение точности измерения высоких напряжений постоянного и переменного тока в диапазоне от нуля до значений свыше 100 киловольт.The purpose of the proposed utility model is to significantly increase the accuracy of measuring high DC and AC voltages in the range from zero to values above 100 kilovolts.

Технический результат достигается путем использования компенсатора погрешности делителя напряжения для повышения точности измерения высоких напряжений постоянного и переменного тока.The technical result is achieved by using an error compensator for the voltage divider to improve the accuracy of measuring high voltages of direct and alternating current.

Сущность технического решения заключается в следующем:The essence of the technical solution is as follows:

Устройство состоит из двух основных блоков, соединенных кабелем. Высоковольтный блок предназначен для измерения высокого напряжения и передачи результата в блок индикации. Высоковольтный блок состоит из делителя напряжения, который делит входное напряжение, аналого-цифрового преобразователя и преобразователя интерфейсов, предназначенного для отправки результата по последовательному интерфейсу в блок индикации. Блок индикации состоит из дисплея, компенсатора погрешности делителя напряжения, устройства управления, которое обеспечивает вывод на дисплей значений действующего, среднего и амплитудного напряжения за период измерения, полученных из блока компенсации погрешности высоковольтного делителя, а также клавиатуры, предназначенной для управления прибором.The device consists of two main units connected by cable. The high voltage unit is designed to measure high voltage and transmit the result to the display unit. The high-voltage unit consists of a voltage divider that divides the input voltage, an analog-to-digital converter and an interface converter, designed to send the result via a serial interface to the display unit. The display unit consists of a display, an error compensator for the voltage divider, a control device that provides the display of the values of the effective, average and amplitude voltage for the measurement period, obtained from the error compensation unit of the high-voltage divider, as well as a keyboard for controlling the device.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства измерения высокого напряжения, включающая два блока, соединенных кабелем: высоковольтный блок 1, содержащий делитель напряжения 1.1, аналого-цифровой преобразователь 1.2 и преобразователь интерфейсов 1.3 и блок индикации 2, содержащий блок компенсации погрешности высоковольтного делителя 2.1, устройство управления 2.2, дисплей 2.3 и клавиатуру 2.4.In FIG. 1 is a structural diagram of a high voltage measuring device including two units connected by a cable: a high voltage unit 1 containing a voltage divider 1.1, an analog-to-digital converter 1.2, and an interface converter 1.3 and an indication unit 2 containing an error compensation unit for a high voltage divider 2.1, a control device 2.2 , display 2.3 and keyboard 2.4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Высокое постоянное или переменное напряжение подают на делитель напряжения 1.1, состоящий из резистора верхнего плеча и резистора нижнего плеча, который преобразует его в низкое напряжение. Оно поступает на вход аналогово-цифрового преобразователя 1.2, который с определенной частотой преобразовывает его в дискретные отсчеты. Эти отсчеты поступают на преобразователь интерфейсов 1.3, который отправляет их по последовательному интерфейсу в блок индикации 2, там они поступают в блок компенсации погрешности высоковольтного делителя 2.1. Он накапливает некоторое количество отсчетов, равное отношению периода отображения на дисплее 2.3 и периоду дискретизации аналогово-цифрового преобразователя 1.2. Затем блок компенсации погрешности высоковольтного делителя 2.1 анализирует полученные данные и преобразует их, компенсируя нелинейность делителя путем кусочно-линейной аппроксимации его передаточной характеристики, а также компенсирует разность коэффициентов деления делителя напряжения 1.1 для постоянного и переменного напряжений. Далее преобразованные данные поступают в устройство управления 2.2, которое выводит их на дисплей 2.3. Алгоритм работы блока компенсации погрешности высоковольтного делителя 2.1 заключается в следующем. Вначале вычисляется коэффициент К, соответствующий доли постоянного напряжения в итоговом значение действующего напряжения.

Figure 00000002
A high direct or alternating voltage is applied to a voltage divider 1.1, consisting of an upper arm resistor and a lower arm resistor, which converts it to a low voltage. It is fed to the input of an analog-to-digital converter 1.2, which converts it into discrete samples with a certain frequency. These readings go to the interface converter 1.3, which sends them via the serial interface to display unit 2, where they go to the error compensation unit of the high-voltage divider 2.1. It accumulates a certain number of samples equal to the ratio of the display period on the display 2.3 and the sampling period of the analog-to-digital converter 1.2. Then, the error compensation unit of the high-voltage divider 2.1 analyzes the obtained data and converts them, compensating for the nonlinearity of the divider by piecewise-linear approximation of its transfer characteristic, and also compensates for the difference in the division factors of the voltage divider 1.1 for direct and alternating voltages. Next, the converted data goes to the control device 2.2, which displays them on the display 2.3. The operation algorithm of the error compensation unit of the high-voltage divider 2.1 is as follows. First, the coefficient K is calculated, which corresponds to the fraction of constant voltage in the final value of the effective voltage.
Figure 00000002

где Xi - отсчеты АЦП, k - количество отсчетов в выборке.where X i are the ADC samples, k is the number of samples in the sample.

Итоговое значение действующего напряжения вычисляется по формуле:The final value of the effective voltage is calculated by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

C - константа полученная при калибровке по постоянному напряжению.C is the constant obtained during calibration by constant voltage.

AN, XN, YN - константы, полученные в процессе калибровки по переменному напряжению.A N , X N , Y N - constants obtained in the process of calibration for alternating voltage.

Калибровка по постоянному напряжению производится в верхней трети диапазона измерений.DC voltage calibration is performed in the upper third of the measuring range.

Figure 00000004
Figure 00000004

где UDCref - значение постоянного напряжения на эталонном приборе в процессе калибровки по постоянному напряжению.where U DCref is the constant voltage value on the reference device during the constant voltage calibration process.

Калибровка по переменному напряжению выполняется в нескольких точках, N - номер точки калибровки.AC voltage calibration is performed at several points, N is the number of the calibration point.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
- сумма квадратов отсчетов в точке калибровки
Figure 00000006
- the sum of the squares of the samples at the calibration point

YN - показания эталонной системы в точке калибровки N для формулы (2) выбирается из условия:Y N - readings of the reference system at the calibration point N for the formula (2) is selected from the condition:

Figure 00000007
Figure 00000007

Среднее напряжение вычисляется по формулеThe average voltage is calculated by the formula

Figure 00000008
Figure 00000008

Амплитудное напряжение вычисляется по формулеThe amplitude voltage is calculated by the formula

Figure 00000009
Figure 00000009

N - для формулы (7) выбирается из условия (8):N - for formula (7) is selected from condition (8):

Figure 00000010
Figure 00000010

Значения напряжений URMS, UDC, Umax, полученные по формулам (2), (6) и (7) поступают в устройство управления 2.2.The voltage values U RMS , U DC , U max obtained by formulas (2), (6) and (7) are supplied to the control device 2.2.

Преимущества и технический эффект полезной модели состоит в том, что при значительно меньшей себестоимости характеристики превосходят прототип по классу точности. Апробировано более 200 устройств измерения высокого напряжения. Его цена ниже, чем у прототипа при значительно меньшей себестоимости, класс точности 0,25/0,05 против 0,5% приведенной погрешности у прототипа, а действующее значение измеряемого напряжения на 20% выше, 120 кВ против 100 кВ у прототипа.The advantages and technical effect of the utility model is that at a significantly lower cost price, the characteristics exceed the prototype in accuracy class. More than 200 high voltage measuring devices have been tested. Its price is lower than that of the prototype at a significantly lower cost, accuracy class 0.25 / 0.05 versus 0.5% of the given error of the prototype, and the effective value of the measured voltage is 20% higher, 120 kV against 100 kV of the prototype.

Источники информации:Information sources:

1. Цифровой киловольтметр «СКВ-100» Пензенский научно-исследовательский институт электронно-механических приборов (НИИ-ЭМП). http://niiemp.ru/produktsiya-i-uslugi/kontrolno-izmeritelnoe-oborudovanie/vysokovoltnye-izmeriteli-napryazheniya/item/kilovoltmeter-skv-100.html (прототип).1. Digital kilovoltmeter "SKV-100" Penza Scientific Research Institute of Electromechanical Instruments (NII-EMF). http://niiemp.ru/produktsiya-i-uslugi/kontrolno-izmeritelnoe-oborudovanie/vysokovoltnye-izmeriteli-napryazheniya/item/kilovoltmeter-skv-100.html (prototype).

Claims (1)

Устройство измерения высокого напряжения, содержащее делитель напряжения, аналогоцифровой преобразователь, устройство управления, клавиатуру и дисплей, отличающееся тем, что в блок индикации введён компенсатор погрешности делителя напряжения, вход которого соединён с выходом аналогоцифрового преобразователя высоковольтного блока через преобразователь интерфейса, а вход аналогоцифрового преобразователя соединён с выходом делителя напряжения, причём выход компенсатора погрешности делителя напряжения соединен с входом устройства управления, к которому клавиатура и дисплей присоединены своими выходом и входом.
Figure 00000001
A high voltage measuring device comprising a voltage divider, an analog-to-digital converter, a control device, a keyboard and a display, characterized in that a voltage divider error compensator is introduced into the display unit, the input of which is connected to the output of the analog-to-digital converter of the high-voltage unit through an interface converter, and the input of the analog-to-digital converter is connected with the output of the voltage divider, and the output of the error compensator of the voltage divider is connected to the input of the device board, to which the keyboard and display are connected at their output and input.
Figure 00000001
RU2014123870/28U 2014-06-10 2014-06-10 HIGH VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE RU146456U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123870/28U RU146456U1 (en) 2014-06-10 2014-06-10 HIGH VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123870/28U RU146456U1 (en) 2014-06-10 2014-06-10 HIGH VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU146456U1 true RU146456U1 (en) 2014-10-10

Family

ID=53383636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014123870/28U RU146456U1 (en) 2014-06-10 2014-06-10 HIGH VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU146456U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777300C2 (en) * 2020-11-27 2022-08-02 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") Stand for testing the function of high-voltage voltage transducers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2777300C2 (en) * 2020-11-27 2022-08-02 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") Stand for testing the function of high-voltage voltage transducers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chabowski et al. Simple wide frequency range impedance meter based on AD5933 integrated circuit
CN101315362B (en) Fabric specific resistance instrument, fabric resistor and fabric specific resistance measurement method
CN104360165A (en) Multichannel resistance measuring device
CN101915869A (en) Method for reducing measuring error introduced by excitation signal amplitude fluctuations and implementation device
Rybski et al. A high-resolution PXI digitizer for a low-value-resistor calibration system
Igarashi et al. An impedance-measurement setup optimized for measuring relaxations of glass-forming liquids
CN109085427B (en) Bridge resistor for simulating equivalent milliohm-microohm magnitude direct current resistor
CN104237837A (en) Current transformer ratio error and angle error detection system and method
CN102445608B (en) Monitoring device and calibration method for electric energy quality
RU146456U1 (en) HIGH VOLTAGE MEASUREMENT DEVICE
CN102707149A (en) Integrating contact resistance measuring system and method
Pejić et al. Comparator offset error suppression in stochastic converters used in a watt-hour meter
CN204154886U (en) Based on voltage, the electric current precision metering device of satellite navigation system
Espel et al. Characterization of analogue-to-digital converters of a commercial digital voltmeter in the 20 Hz to 400 Hz frequency range
Mujumdar et al. Microcontroller based true RMS current measurement under harmonic conditions
Wijayasundara et al. Linearity evaluation of high-speed sampling ADC board
Ehtesham et al. Development of an automated precision direct current source for generation of pa currents based on capacitance charging method at csir-npl
Jain et al. An efficient digitization scheme for resistive sensors interfaced through quarter bridge
RU2654905C1 (en) Device for converting the resistance changes into voltage
Sovilj et al. Stochastic two-bit on-line temperature measurement with RTD Pt-100 sensor operating in a nonlinear mode
CN105093165B (en) A kind of integrated test facility of digitalized electrical energy meter pulse signal
CN114137303B (en) Measuring device and measuring method
Schmidt et al. Improvement and upgrading of the PTB standard measurement system for high alternating voltages
CN211698120U (en) Calibration circuit and equipment for direct-current power supply metering parameters
RU112776U1 (en) MAGNETIC LOGGING DEVICE LABORATORY

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150611