RU2238573C1 - Device for calibrating high-voltage separators for constant voltage - Google Patents
Device for calibrating high-voltage separators for constant voltage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238573C1 RU2238573C1 RU2003108323/28A RU2003108323A RU2238573C1 RU 2238573 C1 RU2238573 C1 RU 2238573C1 RU 2003108323/28 A RU2003108323/28 A RU 2003108323/28A RU 2003108323 A RU2003108323 A RU 2003108323A RU 2238573 C1 RU2238573 C1 RU 2238573C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- divider
- auxiliary
- row
- zener diodes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения в широком диапазоне измеряемых величин.The present invention relates to electrical engineering and is intended for calibration of high voltage DC dividers in a wide range of measured values.
Известно устройство для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения, содержащее калибруемый высоковольтный делитель постоянного напряжения с возможностью замыкания части его резистивных элементов, вспомогательный делитель постоянного напряжения в виде многодекадного низковольтного делителя постоянного напряжения и добавочного резистора на рабочее напряжение, подключенный параллельно калибруемому делителю, и нулевой индикатор [1].A device for calibrating high-voltage dividers of constant voltage, containing a calibrated high-voltage divider of constant voltage with the ability to close part of its resistive elements, an auxiliary divider of constant voltage in the form of a multi-decade low-voltage divider of constant voltage and an additional resistor to the operating voltage connected in parallel with the calibrated divider, and a zero indicator [ 1].
Недостаток этого устройства заключается в сложности изготовления многодекадного низковольтного делителя постоянного напряжения высокой точности, а также в необходимости замыкания части резистивных элементов калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения, что не всегда обеспечивается его конструкцией.The disadvantage of this device is the difficulty of manufacturing a multi-decade high-precision low-voltage constant-voltage divider, as well as the need to close part of the resistive elements of a calibrated high-voltage constant-voltage divider, which is not always ensured by its design.
Известно устройство (прототип) для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения, содержащее регулируемый источник постоянного напряжения, вспомогательный делитель постоянного напряжения, состоящий из последовательно соединенных стабилитронов, и стабилизатор тока, параллельно которому подключен вольтметр [2].A device (prototype) is known for calibrating high-voltage DC voltage dividers, which contains an adjustable DC voltage source, an auxiliary DC voltage divider consisting of zener diodes connected in series, and a current stabilizer, in parallel with which a voltmeter is connected [2].
Недостаток известного устройства (прототипа) заключается в сложности его калибровки, а также в необходимости тщательного подбора стабилитронов высоковольтного блока с целью минимизации погрешности устройства.A disadvantage of the known device (prototype) is the complexity of its calibration, as well as the need for careful selection of zener diodes of the high voltage unit in order to minimize the error of the device.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает упрощение процесса калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения и устройства в целом.The problem to which the invention is directed is to develop a technical solution that simplifies the process of calibrating high voltage DC dividers and the device as a whole.
Эта задача решена в результате того, что в устройстве для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения, содержащем регулируемый источник постоянного напряжения, вспомогательный делитель постоянного напряжения, состоящий из последовательно соединенных стабилитронов, и стабилизатор тока, параллельно которому подключен вольтметр, вспомогательный делитель постоянного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных стабилитронов с возможностью отключения части стабилитронов и изменения коэффициента деления вспомогательного делителя постоянного напряжения. Определение коэффициента деления калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения производится при помощи двухрядного компаратора напряжений, к зажимам первого ряда которого подключено выходное плечо (выходной стабилитрон) вспомогательного делителя постоянного напряжения, а к зажимам второго ряда - выходное плечо калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения.This problem is solved as a result of the fact that in the device for calibrating high-voltage DC voltage dividers containing an adjustable DC voltage source, an auxiliary DC voltage divider consisting of zener diodes connected in series, and a current stabilizer, in parallel with which a voltmeter is connected, the auxiliary DC voltage divider is made in the form series-connected zener diodes with the ability to disable part of the zener diodes and change the division ratio auxiliary voltage divider. The division coefficient of the calibrated high voltage DC voltage divider is determined using a two-row voltage comparator, the output arm (output zener diode) of the auxiliary DC voltage divider is connected to the terminals of the first row, and the output arm of the calibrated high voltage DC voltage divider is connected to the terminals of the second row.
Упрощение процесса калибровки высоковольтного делителя постоянного напряжения обеспечивается тем, что в процессе эксплуатации устройства не требуется производить калибровку вспомогательного делителя постоянного напряжения, состоящего из большого количества последовательно соединенных стабилитронов.The simplification of the calibration process of the high voltage DC voltage divider is ensured by the fact that during the operation of the device it is not necessary to calibrate the auxiliary DC voltage divider, consisting of a large number of zener diodes connected in series.
На чертеже приведена схема устройства для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения.The drawing shows a diagram of a device for calibrating high voltage DC dividers.
Устройство для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения содержит регулируемый источник постоянного напряжения 1, добавочный резистор 2, вспомогательный делитель постоянного напряжения 3 в виде последовательно соединенных стабилитронов, составленный из высоковольтного плеча 4, замыкаемого плеча 5 и выходного (низковольтного) плеча 6, калибруемый высоковольтный делитель постоянного напряжения 7, составленный из высоковольтного плеча 8 и выходного (низковольтного) плеча 9, и двухрядный компаратор напряжения 10. Выходное плечо 6 вспомогательного делителя постоянного напряжения 3 подключено к зажимам 11 первого ряда двухрядного компаратора напряжений 10, а выходное плечо 9 калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 7 подключено к зажимам 12 второго ряда двухрядного компаратора напряжений 10. Коммутация элементов вспомогательного делителя постоянного напряжения осуществляется при помощи переключателя 13 (на схеме показан условно).A device for calibrating high-voltage DC voltage dividers contains an adjustable DC voltage source 1, an additional resistor 2, an auxiliary DC voltage divider 3 in the form of series-connected zener diodes, made up of a high-voltage arm 4, a closable arm 5 and an output (low-voltage) arm 6, a calibrated high-voltage DC divider voltage 7, composed of a high-voltage arm 8 and an output (low-voltage) arm 9, and a two-row voltage comparator 10. Output p lecho 6 of the auxiliary DC voltage divider 3 is connected to the terminals 11 of the first row of the double-row voltage comparator 10, and the output arm 9 of the calibrated high-voltage DC voltage divider 7 is connected to the terminals 12 of the second row of the two-row voltage comparator 10. The elements of the auxiliary DC voltage divider are switched using the switch 13 (the diagram shows conditionally).
Работа устройства для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения заключается в следующем.The operation of the device for calibrating high voltage DC dividers is as follows.
На первом этапе измерений собирается схема в соответствии с чертежом, при этом переключатель 13 устанавливается в положение 2. От регулируемого источника постоянного напряжения 1 на схему подается напряжение, равное номинальному входному напряжению калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 7. При помощи добавочного резистора 2 в цепи вспомогательного делителя постоянного напряжения 3 выставляется рабочий ток. При этом на стабилитронах, составляющих вспомогательный делитель постоянного напряжения 3, устанавливается падение напряжения, равное напряжению стабилизации стабилитронов. Падение напряжения на выходных плечах 6, 9 вспомогательного 3 и калибруемого 7 делителей постоянного напряжения измеряется при помощи двухрядного компаратора напряжения 10.At the first measurement stage, the circuit is assembled in accordance with the drawing, with the switch 13 being set to position 2. A voltage equal to the nominal input voltage of the calibrated high-voltage DC divider 7 is supplied to the circuit from an adjustable DC voltage source 1. Using an additional resistor 2 in the auxiliary circuit DC divider 3 sets the operating current. In this case, at the zener diodes constituting the auxiliary divider of the constant voltage 3, a voltage drop is set equal to the stabilization voltage of the zener diodes. The voltage drop at the output arms 6, 9 of the auxiliary 3 and calibrated 7 DC dividers is measured using a two-row voltage comparator 10.
Выполняется равенство:The equality is fulfilled:
где U4, U5, U6 - падения напряжения соответственно на высоковольтном 4, замыкаемом 5 и выходном 6 плечах вспомогательного делителя напряжения 3;where U 4 , U 5 , U 6 - voltage drops, respectively, at high voltage 4, closable 5 and output 6 shoulders of the auxiliary voltage divider 3;
R8, R9 - сопротивления соответственно высоковольтного 8 и выходного 9 плеч калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 7;R 8 , R 9 - resistance, respectively, of high-voltage 8 and output 9 shoulders of a calibrated high-voltage DC voltage divider 7;
U11, U12 - показания соответственно первого 11 и второго 12 рядов двухрядного компаратора напряжения 10.U 11 , U 12 - readings of the first 11 and second 12 rows of a two-row voltage comparator 10, respectively.
Уравнение (1) можно представить в виде:Equation (1) can be represented as:
где К7 - коэффициент деления калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 7;where K 7 is the division coefficient of the calibrated high voltage DC voltage divider 7;
ρ1=U11-1/U12-1 - отношение показаний рядов двухрядного компаратора напряжений 9.ρ 1 = U 11-1 / U 12-1 - the ratio of the readings of the rows of a two-row voltage comparator 9.
На втором этапе измерений производится замыкание части стабилитронов 5 вспомогательного делителя постоянного напряжения 3 (переключатель 13 устанавливается в положение 1). От регулируемого источника постоянного напряжения 1 на схему подается такое напряжение, при котором падение напряжения на высоковольтном 4 и выходном 6 плечах вспомогательного делителя постоянного напряжения 3 осталось бы неизменным. Падение напряжения на выходном плече 8 калибруемого делителя постоянного напряжения 6 измеряется при помощи двухрядного компаратора напряжения 10. Выполняется новое равенство:At the second measurement stage, part of the Zener diodes 5 of the auxiliary DC voltage divider 3 is closed (switch 13 is set to position 1). From a regulated constant voltage source 1, a voltage is applied to the circuit at which the voltage drop at the high voltage 4 and output 6 arms of the auxiliary DC voltage divider 3 would remain unchanged. The voltage drop at the output arm 8 of the calibrated constant voltage divider 6 is measured using a two-row voltage comparator 10. A new equality is fulfilled:
Уравнение (3) можно представить в виде:Equation (3) can be represented as:
где ρ2=U11-2/U12-2 - отношение показаний рядов двухрядного компаратора напряжений 10.where ρ 2 = U 11-2 / U 12-2 is the ratio of the readings of the rows of a two-row voltage comparator 10.
На третьем этапе измерений производится определение коэффициента преобразования вспомогательного делителя постоянного напряжения 3, составленного из замыкаемого плеча 5 и выходного плеча 6, методом автономной (независимой) поверки:At the third measurement stage, the conversion coefficient of the auxiliary DC voltage divider 3, composed of the closable arm 5 and the output arm 6, is determined by the method of autonomous (independent) verification:
где ρ3 - коэффициент преобразования вспомогательного делителя постоянного напряжения 3, составленного из замыкаемого плеча 5 и выходного плеча 6;where ρ 3 is the conversion coefficient of the auxiliary DC voltage divider 3, composed of a lockable arm 5 and the output arm 6;
U5i - напряжение стабилизации стабилитронов замыкаемого плеча 5 вспомогательного делителя постоянного напряжения 3;U 5i is the stabilization voltage of the zener diodes of the closing arm 5 of the auxiliary DC voltage divider 3;
U6 - напряжение стабилизации стабилитрона выходного плеча 6 вспомогательного делителя постоянного напряжения 3.U 6 - stabilization voltage of the zener diode of the output arm 6 of the auxiliary divider DC voltage 3.
Уравнение (5) можно представить в виде:Equation (5) can be represented as:
Решая совместно уравнения (2), (4), (6), находим коэффициент деления К7 калибруемого делителя постоянного напряжения 7 по полученным значениям ρ1, ρ2, ρ3:Solving equations (2), (4), (6) together, we find the division coefficient K 7 of the calibrated constant voltage divider 7 from the obtained values of ρ 1 , ρ 2 , ρ 3 :
Коэффициент деления вспомогательного делителя постоянного напряжения, исходя из выражений (1), (7), равен:The division coefficient of the auxiliary DC voltage divider, based on the expressions (1), (7), is equal to:
Особенность разработанного устройства для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения заключается в том, что в процессе проведения измерений не требуется долговременная стабильность вспомогательного делителя постоянного напряжения 3, обусловленная стабильностью вольтамперных характеристик стабилитронов, примененных в делителе, а коэффициент деления вспомогательного делителя постоянного напряжения определяется непосредственно в процессе калибровки высоковольтного делителя постоянного напряжения.A feature of the developed device for calibrating high-voltage dc voltage dividers is that during the measurement process, the long-term stability of the auxiliary dc voltage divider 3 is not required due to the stability of the current-voltage characteristics of the zener diodes used in the divider, and the division ratio of the auxiliary dc voltage divider is determined directly during calibration high voltage constant voltage divider.
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает возможность калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения в широком диапазоне измеряемых величин.Thus, the proposed technical solution provides the ability to calibrate high voltage DC dividers in a wide range of measured values.
Источники информацииSources of information
1. Журавлев Э.Н. Методы и средства измерений высоких напряжений постоянного тока и их метрологическое обеспечение. - М.: Машиностроение, 1982. - С.45-52.1. Zhuravlev E.N. Methods and means of measuring high DC voltages and their metrological support. - M.: Mechanical Engineering, 1982. - S.45-52.
2. Журавлев Э.Н. Измеритель высокого напряжения/Э.Н.Журавлев, Ю.М.Твердов, В.С.Штиллерман. А.С. №661335 (СССР). Опубликовано в Б.И., 1979, №17.2. Zhuravlev E.N. High voltage meter / E.N. Zhuravlev, Yu.M. Tverdov, V.S. Shtillerman. A.S. No. 661335 (USSR). Published in B.I., 1979, No. 17.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108323/28A RU2238573C1 (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Device for calibrating high-voltage separators for constant voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003108323/28A RU2238573C1 (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Device for calibrating high-voltage separators for constant voltage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003108323A RU2003108323A (en) | 2004-10-10 |
RU2238573C1 true RU2238573C1 (en) | 2004-10-20 |
Family
ID=33537775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003108323/28A RU2238573C1 (en) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | Device for calibrating high-voltage separators for constant voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2238573C1 (en) |
-
2003
- 2003-03-26 RU RU2003108323/28A patent/RU2238573C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Development of precision DC high-voltage dividers | |
CN109073683B (en) | Method for determining load current and battery sensor | |
US8358143B2 (en) | Internal self-check resistance bridge and method | |
CN107229028A (en) | Method and battery sensor for determining load current | |
RU2238573C1 (en) | Device for calibrating high-voltage separators for constant voltage | |
CN106526499B (en) | High-stability current source assessment method and system | |
RU2278393C1 (en) | Device for calibration of high voltage dc voltage dividers | |
US20090195430A1 (en) | Analog-to-digital converting apparatus with lower temperature dependence | |
Ehtesham et al. | Development of an automated precision direct current source for generation of pa currents based on capacitance charging method at csir-npl | |
Lee et al. | A Josephson voltage-traceable DC high-voltage divider evaluation using the binary step-up method | |
RU2282207C1 (en) | Device for calibrating direct high-voltage dividers | |
Sharma et al. | A versatile automation program using LabVIEW for low de current measurement | |
Dragounova | Precision high-voltage dc dividers and their calibration | |
Parks | A buildup method for determining the voltage coefficient of high voltage resistors | |
Galliana et al. | High performance selectable-value transportable high dc voltage standard | |
RU2282206C1 (en) | Device for testing measuring voltage transformers | |
RU2591877C2 (en) | Bridge measuring device for measuring parameters of two-terminal circuits | |
Galliana et al. | Automated setup to accurately calibrate electrical dc voltage generators | |
RU2274871C2 (en) | Device for calibration testing of voltage transformers | |
RU2282208C1 (en) | Device for testing measuring voltage transformers | |
Bouabana et al. | Development of a low cost universal sensor for an accurate measurement of current, voltage and temperature | |
Miranda et al. | A Study of Voltage Dependence of a High DC Voltage Divider | |
US2677102A (en) | Transfer conductance test set | |
RU2670811C1 (en) | Measuring instrument for parameters of objects based on multi-branch bridge circuit | |
Klonz et al. | Millivolt calibrations using micropotentiometers with new disc resistors and planar MJTCs aided by new millivolt amplifiers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050327 |