SU1176257A1

SU1176257A1 - Device for measuring high-voltage direct current

Info

Publication number: SU1176257A1
Application number: SU843721234A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Сущенко; Игорь Владимирович Федорак
Original assignee: Предприятие П/Я М-5514
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1985-08-30

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее два идентичных делител напр жени , состо щее из активных и низковольтных частей, два повторител на операционных усилител х , дифференциальный усилитель на операционном усилителе, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерений, в него введены два сдвоенных переключател , два резистора, кроме того, активна часть делител напр жени выполнена в виде двух идентичных спиралеподобных дорожек из резистивного материала , которые нанесенына внешнюю поверхность полого цилиндра из изол ционного материала, начала которых соединены одновременно с источником измер емого напр жени , а концы каждой из спиралеподобных дорожек соединены с соответствующей низковольтной частью и выведены на первые неподвижные части первого сдвоенного переключател , вторые неподвижные части которого соединены с общей шиной, подвижные части первого сдвоенного переключател соединены соответственно с nepBbibj и вторым повто:рител ми , выход первого повторител через первый резистор соединен с инвертиру19щим входом операционного усилител , который через второй ре§ зистор соединен с выходом операционного усилител и подвижной частью второго сдвоенного переключател и через третий резистор соединен с не- подвижной частью второго сдвоенного переключател , выход второго повторител соединен с второй подвижной частью второго сдвоенного переключател и через четвертый резистор - с неинвертирующим входом операционного Од усилител , который через п тый резис1C тор соединен с общей шиной и через ел шестой резистор - с неподвижной ч частью второго сдвоенного переключател .A DEVICE FOR MEASURING HIGH-VOLTAGE DC VOLTAGE, containing two identical voltage dividers, consisting of active and low-voltage parts, two repeaters on operational amplifiers, a differential amplifier on an operational amplifier, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements, it is introduced two dual switches, two resistors, in addition, the active part of the voltage divider is made in the form of two identical spiral-like tracks of resistive material, which are applied the outer surface of the hollow cylinder of insulating material, the beginnings of which are connected simultaneously with the source of the measured voltage, and the ends of each of the spiral-like tracks are connected to the corresponding low-voltage part and brought to the first stationary parts of the first dual switch, the second stationary parts of which are connected to a common busbar, the moving parts of the first dual switch are connected respectively to nepBbibj and the second repeat: by the drivers, the output of the first repeater through the first resistor is connected to the inverting input of the operational amplifier, which is connected to the output of the operational amplifier and the movable part of the second dual switch through the second resistor and connected to the fixed part of the second dual switch through the third resistor, the output of the second repeater is connected to the second movable part of the second dual switch and through the fourth a resistor - with a non-inverting input of an operational amplifier, which through the fifth resistor is connected to the common bus and through the sixth resistor - with The other part is the second dual switch.

Description

1 . Изобретение относитс .к технике измерений высоких напр жений и .може быть использовано в качестве устрой ства дл измерений с повышенной точ ностью. Цель изобретени - повышение точности измерени напр жени за счет того, что в устройстве дл измерени высоковольтного напр жени посто нного тока активна часть дел тел напр жени выполнена в виде двух идентичных спиралеподобных дорожек из резистивного материала и введены сдвоенные переключатели между выходом делител напр жени и входом повторителей дл установки нул , а также в цепь ди еренциального усилител дл фиксировани син фазной и дифференциальной составл ющих измер емого напр жени . На фиг. 1 дана функциональна схема устройства; на фиг. 2- актив на часть делител напр жени , общи вид. Устройство дл измерени высоковольтного напр жени посто нного тока состоит из высоковольтного дел тел 1 напр жени , активна часть которого выполнена в виде полого цилиндра 2 из изол ционного материа ла, на наружной поверхности которог нанесены две идентичные спиралеподобныё дорожки из резистивного мате риала 3 и 4, начала этих дорожек соединены и имеют общую точку 5 дл подключени к источнику измер емого напр жени Концы каждой из дорожек 3 и 4 подключены соответственно к низковольтным част м 6 и собранным из посто нных и переменных резисторов, и выведены на сдвоенный переключатель 8, служащий дл подачи сигналов напр жени на входы повторителей 9 и 10 на операционных усилител х, либо дл закорачивани этих входов на общую шину. Повторители 9 и 10 служат дл согласовани делител с низким входным сопротивлением дифференциального усилител 11. Дифференциальный усилитель 1 состоит из операционного усилител 12, потенциометра смещени 13, резистора 14 инвертирующего входа, резистора 15 цепи обратной.св зи, входной цепочки резисторов 16 и 17 неинвертирующего входа, сдвоенного переключател 18 с последовательно включенными с ним резисторами 19 и 72 20, подключаемыми в цепь обратной св зи и входную цепочку неинверти-, рующего входа. Переключатель 18 предназначен дл измерени режима дифференциальногоусилител 11:положение I, когда резисторы 19 и 20 не отключены от цепей прохождени тока, соответствует работе в дифференциальном режиме; положение , когда резисторы 19 и 20 отключены от цепей прохождени тока, соответствует режиму измерени с синфазной составл ющей входных сигналов. - Устройство работает следующим образом, Измер емое напр жение подаваемое к точке 5 делител 1 напр жени , преобразуетс в два сигнала напр жени U и U, снимаемых с низковольтных частей 6 л 7, с одинаковым коэффициентом делени , поскольку дорожки 3 и 4 идентичны. Дл измерени этих сигналов прежде всего производ т установку нул , дл чего с помощью переключател 8 закорачивают входы повторителей 9 и 10 на общую шину,, переключатель 18 устанавливают в положение I и потенциометром смещени 13 производ т необходимую подстройку. Поставив переключатель 8 в положение приема сигналов U. и Uj, которые поступают на входы дифференциального усилител 11, фиксируют на его выходе выходной сигнал U,...., . Сигналы, снимаемые с низковольтных частей 6 и 7 делител 1 напр жени , отличаютс друг от друга на дифференциальную составл к цую ли из-за температурной нестабильности резистивного материала активной части делител Uj и -fди . В положении I переключател 18 ли, в положении О переключател 18 Usbfxz напр жение на выходе дифференциального усилител вь(хг отличаетс на величину дК от синфазной составл ющей U . Следовательно,значение синфазной составл ющей U можно зафиксировать регистрирующим прибором в положении Q переключател 18, если перед этим в положении I переключател 18 произведено смещение нулевой линии на величину ли по ижале.one . The invention relates to a technique for measuring high voltages and can be used as a device for measuring with increased accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of voltage measurement due to the fact that, in a device for measuring high voltage direct current voltage, the active part of voltage components is made in the form of two identical spiral-like tracks of resistive material and dual switches are introduced between the output of the voltage divider and the input repeaters for zero setting, as well as in a differential amplifier circuit for fixing the blue phase and differential components of the measured voltage. FIG. 1 is given a functional diagram of the device; in fig. 2- asset per part of voltage divider, general view. A device for measuring high-voltage direct-current voltage consists of high-voltage divider voltage 1, the active part of which is made in the form of a hollow cylinder 2 of insulating material, on the outer surface of which two identical spiral-like tracks of resistive material 3 and 4 are applied, the beginning of these tracks are connected and have a common point 5 for connecting to the source of the measured voltage. The ends of each of the tracks 3 and 4 are connected respectively to the low-voltage parts 6 and assembled from constant and alternating resistors, and output to a dual switch 8, which serves to supply voltage signals to the inputs of the repeaters 9 and 10 on the operational amplifiers, or to short-circuit these inputs to the common bus. The repeaters 9 and 10 serve to match the splitter with a low input resistance of the differential amplifier 11. Differential amplifier 1 consists of an operational amplifier 12, an offset potentiometer 13, an inverting input resistor 14, a feedback feedback resistor 15, and a non-inverting input resistor 16 , a dual switch 18 with resistors 19 and 72 20 connected in series with it, connected to the feedback circuit and the input circuit of the non-inverting input. The switch 18 is designed to measure the differential amplifier mode 11: the position I, when the resistors 19 and 20 are not disconnected from the current paths, corresponds to operation in the differential mode; The position when the resistors 19 and 20 are disconnected from the current paths corresponds to the measurement mode with the common-mode component of the input signals. - The device operates as follows. The measured voltage applied to voltage divider 1 at point 5 is converted into two voltage signals U and U, taken from 6 L 7 low voltage parts, with the same division factor, since tracks 3 and 4 are identical. To measure these signals, a zero is first produced, for which, using switch 8, the inputs of repeaters 9 and 10 are short-circuited onto a common bus, switch 18 is set to position I and the necessary adjustment is made using bias potentiometer 13. Putting the switch 8 in the position of receiving signals U. and Uj, which are fed to the inputs of the differential amplifier 11, fix the output signal U, ....,. The signals taken from the low-voltage parts 6 and 7 of the voltage divider 1 differ from each other by the differential component due to the temperature instability of the resistive material of the active part of the divider Uj and -fdi. In position I of switch 18, in position O of switch 18 Usbfxz, the voltage at the output of the differential amplifier (xg differs by the value of dK from the in-phase component U. Consequently, the value of the in-phase component U can be fixed by the recording device in position Q of switch 18, if prior to this, in position I of switch 18, the zero line was shifted by the value along the gauge.

Измер емое напр жение выражаетс через синфазную и дифференциальную , The measured voltage is expressed in terms of in-phase and differential,

составл ющие. в виде:components. as:

К (Ц ± 4U).K (C ± 4U).

измmeas

Принима 4и за допуск измер емойAccepting 4 and for tolerance measured

ности измер емого напр жени measuring voltage

.100%. величины, получают формулу погреш .100%. values, get the formula for errors

71 ГТ 1 I 71 GT 1 I

..

Claims

DEVICE FOR MEASURING HIGH-VOLTAGE DC VOLTAGE, containing two identical voltage dividers, consisting of active and low-voltage parts, two followers on operational amplifiers, a differential amplifier on an operational amplifier, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, two double switches are inserted into it , two resistors, in addition, the active part of the voltage divider is made in the form of two identical spiral-like paths of resistive material, which are applied to the external the southern surface of the hollow cylinder made of insulating material, the beginnings of which are connected simultaneously with the source of the measured voltage, and the ends of each spiral-like paths are connected to the corresponding low-voltage part and brought to the first fixed parts of the first dual switch, the second fixed parts of which are connected to a common bus, the moving parts of the first the double switch is connected respectively to the first and second repeaters, the output of the first repeater through the first resistor is connected to the inverting by the input of the operational amplifier, which is connected through the second resistor to the output of the operational amplifier and the movable part of the second dual switch and through the third resistor is connected to the fixed * part of the second dual switch, the output of the second repeater is connected to the second movable part of the second dual switch and through the fourth resistor - with a non-inverting input of the operational amplifier, which is connected through a fifth resistor to a common bus and through a sixth resistor - with a fixed part of the second oh switch.