RU2303273C1 - Device for calibrating constant high voltage dividers - Google Patents
Device for calibrating constant high voltage dividers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303273C1 RU2303273C1 RU2006101773/28A RU2006101773A RU2303273C1 RU 2303273 C1 RU2303273 C1 RU 2303273C1 RU 2006101773/28 A RU2006101773/28 A RU 2006101773/28A RU 2006101773 A RU2006101773 A RU 2006101773A RU 2303273 C1 RU2303273 C1 RU 2303273C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- divider
- dividers
- output
- constant
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения в широком диапазоне напряжений, используемых для коммерческого учета электроэнергии как в лабораторных условиях, так и в рабочих условиях эксплуатации.The present invention relates to electrical engineering and is intended for calibration of high voltage DC dividers in a wide range of voltages used for commercial metering of electricity both in laboratory conditions and in operating conditions.
Известно устройство для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения, содержащее источник постоянного напряжения, калибруемый высоковольтный делитель постоянного напряжения с возможностью замыкания (отключения) части его элементов, вспомогательную измерительную цепь в виде многодекадного низковольтного прецизионного делителя постоянного напряжения, последовательно с которым включен добавочный высоковольтный резистор на рабочее напряжение, и нулевой индикатор [1].A device for calibrating high-voltage DC voltage dividers containing a DC voltage source, a calibrated high-voltage DC voltage divider with the ability to close (disconnect) parts of its elements, an auxiliary measuring circuit in the form of a multi-decade low-voltage precision DC voltage divider, in series with which an additional high-voltage resistor is connected to the working voltage, and zero indicator [1].
Недостаток этого устройства заключается в сложности изготовления многодекадных низковольтных делителей постоянного напряжения высокой точности, а также в необходимости замыкания части резистивных элементов калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения, что не всегда обеспечивается его конструктивным исполнением.The disadvantage of this device is the complexity of manufacturing multi-decade low-voltage dc voltage dividers of high accuracy, as well as the need to close part of the resistive elements of the calibrated high-voltage dc voltage divider, which is not always ensured by its design.
Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство (прототип) для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения, содержащее эталонный высоковольтный резистивный делитель постоянного напряжения с возможностью замыкания части резистивных элементов, источник постоянного напряжения, с которого напряжение подается на эталонный и калибруемый высоковольтные делители постоянного напряжения, и компаратор напряжений [2].Of the known closest in technical essence is a device (prototype) for calibrating high-voltage dividers of constant voltage, containing a reference high-voltage resistive divider of a constant voltage with the ability to close part of the resistive elements, a constant voltage source from which voltage is supplied to a reference and calibrated high-voltage dividers of constant voltage, and a voltage comparator [2].
Недостаток этого устройства (прототипа) заключается в сложности изготовления высокостабильных источников постоянного напряжения. При использовании источников постоянного напряжения невысокой стабильности точность прототипа резко снижается.The disadvantage of this device (prototype) is the complexity of manufacturing highly stable sources of constant voltage. When using sources of constant voltage of low stability, the accuracy of the prototype is sharply reduced.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает повышение точности калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения в широком диапазоне измеряемых величин при использовании источников постоянного напряжения невысокой стабильности, а также конструктивное упрощение устройства для калибровки.The problem to which the invention is directed is to develop a technical solution that improves the accuracy of calibration of high voltage DC dividers in a wide range of measured values using DC sources of low stability, as well as constructive simplification of the device for calibration.
Эта задача решена в результате того, что в устройстве для калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения, содержащем эталонный высоковольтный резистивный делитель постоянного напряжения с возможностью замыкания части резистивных элементов, источник постоянного напряжения, с которого напряжение подается на эталонный и калибруемый высоковольтные делители постоянного напряжения, и компаратор напряжений, согласно изобретению компаратор напряжений выполнен в виде двух преобразователей постоянного напряжения в пропорциональное ему переменное напряжение и электромагнитного компаратора тока, при этом каждый из преобразователей содержит модулятор, усилитель переменного напряжения, индуктивный делитель напряжения и демодулятор, причем напряжение от модулятора усиливается усилителем, а напряжение с выхода усилителя через индуктивный делитель напряжения подается на демодулятор, с выхода которого сигнал обратной связи подается на вход модулятора, при этом вход первого преобразователя присоединен к выходному плечу эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения, а вход второго преобразователя присоединен к выходному плечу калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения; компаратор тока выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования, первое плечо которого выполнено однодекадным и присоединено через переменный резистор к выходу первого преобразователя напряжения, второе плечо выполнено многодекадным и через резистор присоединено к выходу второго преобразователя напряжения, квадратурная обмотка через конденсатор присоединена к выходу второго преобразователя, а индикаторная обмотка компаратора тока присоединена к нулевому индикатору.This problem is solved as a result of the fact that in the device for calibrating high-voltage dividers of constant voltage, containing a reference high-voltage resistive divider of constant voltage with the ability to close part of the resistive elements, a constant voltage source from which voltage is supplied to the reference and calibrated high-voltage dividers of constant voltage, and a comparator voltage, according to the invention, the voltage comparator is made in the form of two DC voltage converters in proportion alternating voltage and an electromagnetic current comparator, each of the converters contains a modulator, an alternating voltage amplifier, an inductive voltage divider and a demodulator, the voltage from the modulator being amplified by the amplifier, and the voltage from the amplifier output through the inductive voltage divider is supplied to the demodulator, from the output of which The feedback signal is fed to the input of the modulator, while the input of the first converter is connected to the output arm of the reference high-voltage divider voltage, and the input of the second converter is connected to the output arm of the calibrated high-voltage DC voltage divider; the current comparator is made with an adjustable conversion coefficient, the first arm of which is made in one decade and connected through the variable resistor to the output of the first voltage converter, the second arm is made in multi-decade and connected through the resistor to the output of the second voltage converter, the quadrature winding through the capacitor is connected to the output of the second converter, and the indicator the current comparator winding is connected to the zero indicator.
Калибровка высоковольтных делителей постоянного напряжения с высокой точностью и в широком диапазоне измеряемых величин с применением источников постоянного тока невысокой стабильности обеспечивается тем, что предложенное устройство представляет собой мостовую измерительную цепь, где высокая стабильность источника постоянного напряжения не требуется.Calibration of high voltage DC voltage dividers with high accuracy and in a wide range of measured values using DC sources of low stability is ensured by the fact that the proposed device is a bridge measuring circuit where high stability of the DC voltage source is not required.
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 делителей постоянного напряжения содержит источник постоянного напряжения 1, эталонный высоковольтный делитель постоянного напряжения 2, калибруемый высоковольтный делитель постоянного напряжения 3, преобразователи напряжения 4, 5 и компаратор тока 6. Эталонный высоковольтный делитель постоянного напряжения 2 содержит высоковольтное плечо 7, замыкаемое плечо 8 и выходное плечо 9. Калибруемый высоковольтный делитель постоянного напряжения 3 содержит высоковольтное плечо 10 и выходное плечо 11.A device for calibrating DC voltage dividers contains a DC voltage source 1, a reference high voltage DC voltage divider 2, a calibrated high voltage DC voltage divider 3, voltage converters 4, 5 and a current comparator 6. Reference high voltage DC voltage divider 2 contains a high voltage arm 7, a lockable arm 8 and an output arm 9. A calibrated high voltage constant voltage divider 3 comprises a high voltage arm 10 and an output arm 11.
Преобразователь 4 содержит модулятор 12, усилитель переменного напряжения 13, индуктивный делитель напряжения 14 и демодулятор 15. Преобразователь 5 содержит модулятор 16, усилитель переменного напряжения 17, индуктивный делитель напряжения 18 и демодулятор 19.The converter 4 contains a modulator 12, an alternating voltage amplifier 13, an inductive voltage divider 14 and a demodulator 15. The converter 5 comprises a modulator 16, an alternating voltage amplifier 17, an inductive voltage divider 18 and a demodulator 19.
Выходное плечо 9 эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения 2 присоединено к входу модулятора 12 преобразователя напряжения 4, а выходное плечо 11 калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 3 присоединено к входу модулятора 16 преобразователя напряжения 5.The output arm 9 of the reference high voltage DC divider 2 is connected to the input of the modulator 12 of the voltage converter 4, and the output arm 11 of the calibrated high voltage DC divider 3 is connected to the input of the modulator 16 of the voltage converter 5.
Электромагнитный компаратор тока 6 выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования. Первое плечо 20 компаратора тока 6 выполнено однодекадным и через переключатель 21 и переменный резистор 22 присоединено к выходу усилителя переменного напряжения 13 преобразователя напряжения 4, второе плечо 23 компаратора тока 6 выполнено многодекадным и через переключатель 24 и резистор 25 присоединено к выходу усилителя переменного напряжения 16 преобразователя напряжения 5. Квадратурная обмотка 26 компаратора тока 6 через переключатель 27 и конденсатор 28 присоединена к выходу усилителя переменного напряжения 16 преобразователя напряжения 5, а индикаторная обмотка 29 компаратора тока 6 присоединена к нулевому индикатору 30.The electromagnetic current comparator 6 is made with an adjustable conversion coefficient. The first arm 20 of the current comparator 6 is made in one decade and through the switch 21 and the variable resistor 22 is connected to the output of the AC amplifier 13 of the voltage converter 4, the second arm 23 of the current comparator 6 is made in multi-decade and through the switch 24 and the resistor 25 is connected to the output of the amplifier of the converter 16 voltage 5. The quadrature winding 26 of the current comparator 6 through the switch 27 and the capacitor 28 is connected to the output of the AC amplifier 16 of the voltage Converter 5, and the indicator winding 29 of the current comparator 6 is connected to the zero indicator 30.
Коммутация элементов эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения 2 производится при помощи переключателя 31. Для отключения эталонного 2 и калибруемого 3 высоковольтных делителей постоянного напряжения от источника постоянного напряжения 1 предусмотрены переключатели 32, 33.Switching elements of the reference high-voltage divider DC 2 is performed using the switch 31. To disconnect the reference 2 and calibrated 3 high-voltage dividers DC voltage source 1, switches 32, 33 are provided.
Работа устройства для калибровки делителей постоянного напряжения заключается в следующем.The operation of the device for calibrating DC dividers is as follows.
Перед операцией калибровки высоковольтных делителей постоянного напряжения производится балансировка измерительной цепи, при этом производится отключение эталонного 2 и калибруемого 3 высоковольтных делителей постоянного напряжения. От стороннего источника напряжения (не показан) на вход модулятора 12 преобразователя напряжения 4 и на вход модулятора 16 преобразователя напряжения 5 подается напряжение, номинально равное падению напряжения на выходных плечах 9, 11 эталонного 2 и калибруемого 3 высоковольтных делителей постоянного напряжения. При равенстве плеч 20, 23 компаратора тока 6 путем изменения сопротивления резистора 22 и числа ампер-витков квадратурной обмотки 26 посредством переключателя 27 производится уравновешивание измерительной цепи, что отмечается по нулевому (минимальному) показанию нулевого индикатора 30. При этом преобразователи напряжения 4, 5 преобразуют подаваемое на них постоянное напряжение при помощи соответственно модуляторов 12, 16 в переменное напряжение, которое усиливается при помощи соответственно усилителей 13, 17 и подается на плечи соответственно 20 и 23 компаратора тока 6. Переменное напряжение с выходов соответственно усилителей 13, 17, через индуктивные делители напряжения 14, 18 подается соответственно на демодуляторы 15, 19, с выхода которых сигналы обратной связи подаются на входы соответственно модуляторов 12, 16. Разность напряжений, подаваемых на модуляторы 12, 16 и сигнала обратной связи с демодуляторов 15, 19 подается соответственно на усилители 13, 17. В результате этого обеспечивается высокое входное сопротивление компаратора напряжений, выполненного в виде преобразователей 4, 5 и компаратора тока 6, температурная стабилизация измерительной цепи, а также высокая чувствительность и точность измерительной цепи.Before the calibration operation of the high-voltage DC dividers, the measuring circuit is balanced, and the reference 2 and 3 calibrated high-voltage DC dividers are turned off. From a third-party voltage source (not shown), the voltage nominally equal to the voltage drop at the output arms 9, 11 of reference 2 and calibrated 3 high-voltage dividers is applied to the input of modulator 12 of voltage converter 4 and to the input of modulator 16 of voltage converter 5. If the shoulders 20, 23 of the current comparator 6 are equal by changing the resistance of the resistor 22 and the number of ampere-turns of the quadrature winding 26, the measuring circuit is balanced by the switch 27, which is indicated by the zero (minimum) reading of the zero indicator 30. In this case, voltage converters 4, 5 convert the constant voltage supplied to them by means of modulators 12, 16, respectively, into alternating voltage, which is amplified by means of amplifiers 13, 17, respectively, and supplied to the shoulders, respectively 20 23 current comparator 6. Alternating voltage from the outputs of amplifiers 13, 17, respectively, through inductive voltage dividers 14, 18 is supplied respectively to demodulators 15, 19, from the output of which feedback signals are fed to the inputs of modulators 12, 16, respectively. The voltage difference applied to modulators 12, 16 and a feedback signal from demodulators 15, 19 are supplied respectively to amplifiers 13, 17. As a result, a high input resistance of a voltage comparator made in the form of converters 4, 5 and compar is provided current torus 6, temperature stabilization of the measuring circuit, as well as high sensitivity and accuracy of the measuring circuit.
На первом этапе измерений собирается измерительная цепь в соответствии с чертежом.At the first stage of measurements, the measuring circuit is assembled in accordance with the drawing.
На эталонный 2 и калибруемый 3 высоковольтные делители постоянного напряжения от источника постоянного напряжения 1 подается высокое напряжение (переключатель 31 устанавливается в положение «2», переключатели 32, 33 - в положение «1»). Падения напряжения на выходных плечах 9, 11 эталонного 2 и калибруемого 3 высоковольтных делителей постоянного напряжения уравновешиваются путем регулирования числа ампер-витков плеч 20, 23 компаратора тока 6 посредством переключателей 21, 24. При этом выполняется равенствоHigh voltage dividers from a constant voltage source 1 are supplied to a reference 2 and calibrated 3 high voltage dividers (switch 31 is set to position “2”, switches 32, 33 to position “1”). The voltage drops at the output arms 9, 11 of the reference 2 and calibrated 3 high-voltage DC dividers are balanced by adjusting the number of ampere-turns of the arms 20, 23 of the current comparator 6 using switches 21, 24. In this case, the equality
илиor
где R7, R8, R9 - сопротивления соответственно высоковольтного 7, замыкаемого 8 и выходного 9 плеч эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения 2;where R 7 , R 8 , R 9 - resistance, respectively, high-voltage 7, closable 8 and output 9 shoulders of the reference high-voltage divider DC 2;
R10, R11 - сопротивления соответственно высоковольтного 10 и выходного 11 плеч калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 3;R 10 , R 11 - resistance, respectively, of high-voltage 10 and output 11 shoulders of a calibrated high-voltage DC voltage divider 3;
K3 - коэффициент деления калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 3;K 3 is the division ratio of the calibrated high-voltage DC voltage divider 3;
μ и ρ1 - показания соответственно первого и второго плеч компаратора тока 6.μ and ρ 1 are the readings of the first and second arms of the current comparator 6, respectively.
На втором этапе измерений производится замыкание плеча 8 эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения 2 (переключатель 31 устанавливается в положение «1»). Производится уравновешивание измерительной цепи путем регулирования числа ампер-витков плеча 23 компаратора тока 6 посредством переключателя 24 и составляется новое равенствоAt the second stage of the measurements, the arm 8 of the reference high-voltage DC voltage divider 2 is closed (switch 31 is set to position “1”). The measuring circuit is balanced by adjusting the number of ampere-turns of the arm 23 of the current comparator 6 by means of the switch 24 and a new equality is made
илиor
На третьем этапе измерений производится определение коэффициента преобразования делителя напряжения, образованного замыкаемым плечом 8 и выходным плечом 9 эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения 2, который заключается в сравнении сопротивлений резисторов, составляющих замыкаемое плечо 8, с сопротивлением резистора выходного плеча 9, выбранного в качестве опорного, и последующем вычислении коэффициента преобразования указанного делителя постоянного напряжения 2. В этом случае выполняется равенствоAt the third measurement stage, the conversion factor of the voltage divider formed by the closure arm 8 and the output arm 9 of the reference high-voltage dc voltage divider 2 is determined, which consists in comparing the resistances of the resistors making up the closure arm 8 with the resistance of the output arm 9 resistor selected as the reference and then calculating the conversion coefficient of the specified DC voltage divider 2. In this case, the equality
илиor
где R8i - сопротивления резисторов, составляющих замыкаемое плечо 8 эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения 2.where R 8i is the resistance of the resistors that make up the closed arm 8 of the reference high-voltage dc divider 2.
Решая совместно уравнения (1), (2), (3), находим коэффициент деления K3 калибруемого высоковольтного делителя постоянного напряжения 3:Solving equations (1), (2), (3) together, we find the division coefficient K 3 of the calibrated high-voltage DC voltage divider 3:
Коэффициент деления K2 эталонного высоковольтного делителя постоянного напряжения 2, исходя из выражений (1), (4), равенThe division coefficient K 2 of the reference high-voltage DC voltage divider 2, based on the expressions (1), (4), is equal to
Таким образом, предположенное техническое решение позволяет определять с высокой точностью коэффициенты деления эталонного и калибруемого высоковольтных делителей постоянного напряжения в широком диапазоне измеряемых величин с применением источников высоких постоянных напряжений невысокой стабильности.Thus, the proposed technical solution allows us to determine with high accuracy the division coefficients of the reference and calibrated high-voltage DC dividers in a wide range of measured values using sources of high constant voltage of low stability.
Источники информацииInformation sources
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, p. 45-52.
2. Нефедьев Д.И. Метрологическое обеспечение высоковольтных делителей постоянного напряжения // Датчики и системы, 2004, №7.2. Nefediev D.I. Metrological support of high-voltage dividers of constant voltage // Sensors and systems, 2004, No. 7.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006101773/28A RU2303273C1 (en) | 2006-01-23 | 2006-01-23 | Device for calibrating constant high voltage dividers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006101773/28A RU2303273C1 (en) | 2006-01-23 | 2006-01-23 | Device for calibrating constant high voltage dividers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2303273C1 true RU2303273C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38431214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006101773/28A RU2303273C1 (en) | 2006-01-23 | 2006-01-23 | Device for calibrating constant high voltage dividers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2303273C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103278792A (en) * | 2013-05-31 | 2013-09-04 | 国家电网公司 | Voltage divider calibrating system and method for calibrating voltage divider |
| CN103424729A (en) * | 2013-07-24 | 2013-12-04 | 中国电力科学研究院 | On-site calibration device for direct-current voltage transformer |
| CN103487643A (en) * | 2013-10-08 | 2014-01-01 | 王岩 | Intelligent non-contact voltage sensor and calibrating method thereof |
| CN113156357A (en) * | 2020-12-31 | 2021-07-23 | 杭州拓深科技有限公司 | Segmented current transformer correction method and device, electronic device and storage medium |
-
2006
- 2006-01-23 RU RU2006101773/28A patent/RU2303273C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103278792A (en) * | 2013-05-31 | 2013-09-04 | 国家电网公司 | Voltage divider calibrating system and method for calibrating voltage divider |
| CN103278792B (en) * | 2013-05-31 | 2016-02-17 | 国家电网公司 | Voltage divider calibration system and the method that voltage divider is demarcated |
| CN103424729A (en) * | 2013-07-24 | 2013-12-04 | 中国电力科学研究院 | On-site calibration device for direct-current voltage transformer |
| CN103424729B (en) * | 2013-07-24 | 2016-07-06 | 国家电网公司 | A kind of on-site calibration device for direct-current voltage transformer |
| CN103487643A (en) * | 2013-10-08 | 2014-01-01 | 王岩 | Intelligent non-contact voltage sensor and calibrating method thereof |
| CN113156357A (en) * | 2020-12-31 | 2021-07-23 | 杭州拓深科技有限公司 | Segmented current transformer correction method and device, electronic device and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2303273C1 (en) | Device for calibrating constant high voltage dividers | |
| KR20070043514A (en) | Wattmeter for voltage, current and power measurement | |
| CN106291034B (en) | It can self-calibrating resistance divider | |
| Nojdelov et al. | Capacitive-sensor interface with high accuracy and stability | |
| US11340272B2 (en) | Apparatus and method for determining a power value of a target | |
| Budovsky | Standard of electrical power at frequencies up to 200 kHz | |
| Bera et al. | A modified Schering bridge for measurement of the dielectric parameters of a material and the capacitance of a capacitive transducer | |
| Budovsky et al. | Precision multi-range current transformer for the automation of electrical power standards | |
| Jain et al. | An efficient digitization scheme for resistive sensors interfaced through quarter bridge | |
| RU2314550C2 (en) | Arrangement for checking up the shunts of direct current | |
| RU2278393C1 (en) | Device for calibration of high voltage dc voltage dividers | |
| RU2282208C1 (en) | Device for testing measuring voltage transformers | |
| Lan et al. | High precision measurement of the load effect of the resistor | |
| RU2282206C1 (en) | Device for testing measuring voltage transformers | |
| RU2248003C2 (en) | Device for calibrating instrument current transformers | |
| RU2666582C2 (en) | Digital current meter | |
| KR100666314B1 (en) | Method for calibrating the ratio accuracy of resistance bridges by triangular comparison method | |
| Oldham | Power calibration standard based on digitally synthesized sinewaves | |
| CN113985176B (en) | Device for synchronously sampling and calibrating broadband alternating current shunt | |
| Moore | A technique for calibrating power frequency wattmeters at very low power factors | |
| RU2192020C1 (en) | Device for verifying current transformers | |
| Yu et al. | Development of Wye–Delta-Type High-Resistance Standards in the Range of 1 MΩ to 1 GΩ | |
| RU2282207C1 (en) | Device for calibrating direct high-voltage dividers | |
| KR101237359B1 (en) | Instrument tranformer type wide range voltage divider and current divider, measuring device including the divider | |
| Allal et al. | Development of a new DC-substitution RF power meter at LNE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080124 |