RU1812509C - Устройство дл измерени высоких напр жений - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  посто нного нзпр п жени , а также амплитудных значений пульсирующего , импульсного и переменного напр жений в высоковольтных цеп х. Сущность изобретени : устройство дл  измерени  высоких напр жений содержит последовательно соединенные выпр митель 1, N переключателей пределов измерени  2, стабилизатор 3 тока, параллельно которому подключены ограничитель 4 напр жени  и измерительный блок 5, N ступеней стабилизации , подключенных параллельно соответствующим переключател м пределов измерени , кажда  из которых содержит транзистор 6, прецизионный стабилитрон 7, управл ющий резистор 8. блокирующий резистор 9, токоограничивающий резистор 10. входные клеммы 11 и 12. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  посто нного напр жени , а тзкже амплитудных значений пульсирующего, импульсного и переменного напр жений в высоковольтных цеп х.

Цель изобретени  - повышение точности измерений измен ющихс  во времени высоких напр жений, а также расширение области использовани .

Это достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  высоких напр жений, содержащее последовательно включенные выпр митель , переключатели пределов измерени  и стабилизатор тока, параллельно которому подключен ограничитель напр жени  и измерительный блок, введены ступени стабилизации, подключенные параллельно переключател м пределов измерени , кажда  из которых содержит транзистор, база которого соединена с катодом цепочки прецизионных стабилитронов и с первым выводом управл ющего резистора, блокирующий резистор, первый вывод которого соединен с эмиттером транзистора , а второй подключен ко второму выводу управл ющего резистора, и токоограничивагощий резистор, первый вывод которого соединен с коллектором тран- зистора. При этом эмиттер транзистора первой ступени соединен со вторым выводом управл ющего резистора и со входом стабилизатора тока, а анод цепочки прецизионных стабилитронов и второй вывод токоограничивающего резистора соединены соответственно со вторым выводом управл ющего резистора и с эмиттером транзистора второй ступени, котора , в свою очередь, теми же выводами соединена с последующей ступенью стабилизации, а в последней ступени анод цепочки стабилитронов соединен со вторым выводом токоограничивающего резистора и с катодом выпр мител .

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства дл  измерени  высоких напр жений.

Устройство дл  измерени  высоких напр жений (фиг. 1) содержит последовательно включенные выпр митель 1, переключатели 2 пределов измерени  и стабилизатор тока 3, параллельно которому подключены ограничитель напр жени  4 и измерительный блок 5, введены ступени (I,...N) стабилизации, подключенные параллельно переключател м 2 пределов измерени , кажда  из которых содержит транзистор 6, база которого соединена с катодом цепочки прецизионных стабилитронов 7 и с первым выводом управл ющего

резистора 8, блокирующий резистор 9, первый вывод которого соединен с эмиттером транзистора 6. а второй подключен ко второму выводу управл ющего резистора 8, и

токоограничиоающий резистор 10, первый вывод которого соединен с коллектором транзистора 6. При этом эмиттер транзистора 6 первой ступени соединен со вторым выводом управл ющего резистора 8 и со

0 входом стабилизатора тока 3, а анод цепочки прецизионных стабилитронов 7 и второй вывод токоограничивающего резистора 10 соединены соответственно со вторым выводом управл ющего резистора 8 и с эмитте5 ром транзистора 6 второй ступени, котора , в свою очередь, теми же выводами соединена с последующей ступенью стабилизации. а в последней ступени анод цепочки стабилитронов 7 соединен со вторым выводом

0 токоограничивающего резистора 10 и с катодом выпр мител  1.

На схеме также показаны входные клеммы 11, 12 устройства.

Предложенное устройство работает

5 следующим образом. Контролируемое напр жение подвод т к входным клеммам 11, 12 устройства. Количество используемых ступеней (I....N) стабилизации зависит от величины измер емого напр жени  и уста на в0 ливаетс  с помощью контактов переключателей 2 пределов измерени  таким образом, чтобы значение контролируемого напр жени  было бы несколько больше суммарного падени  напр жени 

5 на задействованных ступен х (K...N) при номинальном токе, определ емом стабилизатором тока 3. Значение этого тока при измерении посто нных напр жений выбирают таким образом, чтобы оно находилось в пределах термокомпенсированной точки дл  данного типа прецизионных стабилитронов , а управл ющими резисторами 8 выставл ют предпороговое состо ние транзисторов 6, т.е., когда они еще полно5 стью закрыты. При измерении измен ющихс  во времени напр жений значение этого тока может быть увеличено по мере нарастани  паразитных токов, например, по проходным емкост м конструктивных элементов устройства, с тем чтобы его значение было всегда больше паразитных токов , т.к. этим исключаетс  вли ние импульсной помехи на полезный сигнал на выходе устройства. Падение напр жени  на

5 ступен х (I....N) при этом остаетс  практически неизменным, поскольку увеличение падени  напр жени  на управл ющих резисторах 8 приводит к приоткрыванию тран-зи- сторов 6 и перепусканию избыточного тока, а заодно и паразитных токов, через коллек0

0

Ь

торные переходы этих транзисторов, которые , в свою очередь, определ ют нагрузочную способность устройства. Блокирующие резисторы 9 снижают чувствительность транзисторов 6 на фронте измер емого сиг- нала, что исключает усиление импульсной помехи на выходе устройства. Разблокировка наступает автоматически при выходе ступеней (I....N) стабилизации на рабочий режим измерени , т.е. когда транзистор б ступени 1 своим коллекторным переходом зашунтирует блокирующий резистор 9 ступени 11 и т.д. до ступени N. Токоограничи- вающий резистор 10 предохран ет транзисторы б от токовых перегрузок, воз- можных в процессе измерени .

Искомое значение напр жени  дл  всех видов измерений определ ют по формуле:

Уи (Veil + VCT2 + ... + VcLN) + VP, где VCT - VCTN - падение напр жени  соот- ветственно на ступен х I....N) стабилизации:

Vp- разностный сигнал, зафиксированный измерительным блоком 5.

Таким образом, введение в устройство дл  измерени  высоких напр жений ступе- ней стабилизации позвол ет в значительной степени повысить точность измерений напр жений в высоковольтных цеп х, поскольку падение напр жени  на ступен х в диапазоне регулировани  практически не зависит от наличи  паразитных токов и то- ков утечек по конструктивным элементам устройства.

Формул а изо бретени  

Устройство дл  измерени  высоких напр жений , содержащее последовательно соединенные выпр митель, анод которого соединен с первой входной клеммой устройства , N переключателей пределов измерени  и стабилизатор тока, параллельно которому подключены ограничитель напр жени  и измерительный блок, вторые выводы которых соединены с второй входной клеммой устройства, N ступеней стабилизации , кажда  из которых включает в себ  прецизионный стабилитрон, причем катод стабилитрона соединен с первым выводом соответствующего переключател  пределов измерени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  области использовани  устройства путем обеспечени  возможности измерени  измен ющихс  во времени напр жений, в каждую из ступеней стабилизации введены транзистор, управл ющий резистор и токоограничивающий резистор. а в ступени стабилизации, начина  с второй, введен также блокировочный резистор, причем анод прецизионного стабилитрона соединен с базой транзистора и первым выводом управл ющего резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом соответствующего переключател  пределов измерени , коллектор транзистора всех ступеней , кроме N-й. соединен через токоогра- ничивающий резистор с эмиттером транзистора следующей ступени стабилизации , а в N-й ступени стабилизации через токоограничивающий резистор - с катодом прецизионного стабилитрона, эмиттер транзистора первой ступени стабилизации соединен с вторым выводом управл ющего резистора, а эмиттер транзисторов всех ступеней стабилизации, начина  с второй, соединен с вторым выводом управл ющего резистора через блокировочный резистор.