СПОСОБ АТТЕСТАЦИИ ОМИЧЕСКОГО ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к электронике, а именно к способу измерений высокого постоянного напряжения с помощью омического делителя напряжения.

Известны способы аттестации делителей высокого напряжения, предусматривающие сравнение значений напряжений, измеряемых с помощью аттестуемого делителя и с помощью образцового средства измерения (образцового делителя, статического киловольтметра и тому подобного). Но эти способы аттестации предусматривают использование средства измерения на номинальное напряжение, не ниже номинального напряжения аттестуемого делителя, что иногда представляет серьезную проблему ввиду сложности, высокой стоимости и трудности транспортировки образцового средства измерения.

Наиболее близким к изобретению является способ аттестации омического делителя с помощью образцового делителя напряжения, заключающийся в одновременном измерении напряжений в диапазоне номинальных значений аттестуемого делителя этим делителем и включенным параллельно образцовым делителем, сравнении результатов измерений и вычислений коэффициента деления, при этом образцовый делитель должен иметь класс точности не более 1 и [1 и 2]
Однако известный способ имеет тот недостаток, что для его осуществления необходим образцовый делитель напряжения на номинальное напряжение аттестуемого делителя, который зачастую является дорогостоящим и труднотранспортируемым изделием.

Задача изобретения снижение затрат на аттестацию омического делителя напряжения путем использования образцового средства измерения на более низкое номинальное напряжение, чем аттестуемый делитель.

Сущность изобретения состоит в том, что аттестацию делителя образцовым средством измерения (образцовым делителем, электростатическим киловольтметром и тому подобным) производят до части номинального напряжения делителя, определяемой номинальным напряжением образцового средства измерения, не ниже 25% номинального напряжения аттестуемого делителя, затем вычисляют неисключенную систематическую погрешность аттестации, значение которой не должно превышать величину, определяемую по формуле
Х а•в/ 100, (1)
где a класс точности, с которым должен быть аттестован делитель;
b часть номинального напряжения, до которой делитель аттестуется образцовым средством,
Далее дважды снимают вольт-амперную характеристику высоковольтного плеча делителя: сначала с помощью образцового средства измерения до части номинального напряжения делителя (U_вн F (I)), а затем с помощью шарового измерительного разрядника до минимального напряжения делителя (U_ш f (I)), и вычисляют коэффициент линейной регрессии зависимости U_вн f (I) по формуле:
,
и среднеквадратичные отклонения по формулам:
,
где
U_ш напряжение шарового измерительного разрядника при каком-либо значении тока I;
U_вни напряжение, измеренное с помощью образцового средства измерения при том же значении тока;
n число измерений (ступеней напряжения)
i номер измерения (ступени напряжения)
,
где U_ш напряжение шарового измерительного разрядника при каком-либо значении тока I;
U_внэ напряжение, определенное по экстраполированной зависимости;
U_вн f (I) при том же значении тока;
n число измерений (ступеней напряжения).

При сравнении среднеквадратичных отклонений S₁ и S₂ должно выполняться условие: S₂ < S₁. При выполнении этого условия можно утверждать, что погрешность аттестуемого делителя не превысит заданную (класс точности а) в диапазоне до минимального напряжения.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что для аттестации делителя используют образцовое средство измерения на напряжение более низкое, чем номинальное напряжение аттестуемого делителя, но не ниже 25% номинального напряжения аттестуемого делителя.

Использование предлагаемого способа аттестации омического делителя обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: использование образцового средства измерения, номинальное напряжение которого существенно ниже номинального напряжения аттестуемого делителя, исключает необходимость иметь дорогостоящее оборудование для аттестации делителя и позволяет снизить затраты на аттестацию.

Использование: при измерении высокого постоянного напряжения с помощью омического делителя напряжения. Сущность: аттестацию делителя образцовым средством измерения /образцовым делителем электростатическим киловольметром и т.п./ производят до части номинального напряжения делителя,ю определяемой номинальным напряжением образцового измерения, не ниже 25% номинального напряжения аттестуемого делителя, затем вычисляют неисключенную систематическую погрешность аттестации, дважды снимают вольтамперную характеристику высоковольтного плеча делителя: сначала с помощью образцового измерения до части номинального напряжения делителя ( U_вн=F(i)), а затем с помощью шарового измерительного разрядника до номинального напряжения делителя U_ш=f(I)), и вычисляют коэффициент линейной регрессии зависимости U_вн=f(i) и среднеквадратичные отклонения S₁ и S₂. При сравнении среднеквадратичных отклонений S₁ и S₂ должно выполняться условие: S₂ <S₁. При выполнении этого условия можно утверждать, что погрешность аттестуемого делителя не превысит заданную (класс точности а) в диапазоне до минимального напряжения.

Способ аттестации омического делителя напряжения, к нижнему плечу которого подключен вольтметр, при котором напряжение ступенчато подают на делитель, измеряют это напряжение на каждой ступени с помощью образцового средства измерения, сравнивают измеренное значение с показаниями вольтметра и вычисляют погрешность аттестации, отличающийся тем, что напряжение ступенчато подают до части номинального напряжения, определяемой номинальным напряжением образцового средства измерения, но не ниже 25% номинального напряжения аттестуемого делителя и сравнивают его с значением, вычисленным по формуле
X a • b/100
где a класс точности, с которым должен быть аттестован делитель;
b часть номинального напряжения, до которой делитель аттестуется образцовым средством,
при этом, если погрешность не превышает этого значения, то дважды снимают вольт-амперную характеристику высоковольтного плеча делителя путем ступенчатой подачи напряжения, в первом случае до части номинального напряжения с регистрацией этого напряжения на каждой ступени с помощью образцового средства измерения и тока с помощью амперметра и по полученным значениям тока и напряжения вычисляют коэффициент линейной регрессии по формуле

где K коэффициент линейной регрессии;
n число измерений;
U_i значение напряжения при i-ом измерении;
I_i значение тока при i-ом измерении,
а во втором случае до номинального напряжения с регистрацией этого напряжения на каждой ступени с помощью шарового измерительного разрядника и тока с помощью амперметра, по полученным значениям тока и напряжения в диапазоне до номинального напряжения образцового средства измерения вычисляют среднеквадратичное отклонение S1 по формуле

где U_ш напряжение шарового измерительного разрядника при каком-либо значении тока I;
U_В Н И напряжение, измеренное с помощью образцового средства измерения при том же значении тока;
n число измерений (ступеней напряжения),
а для значений напряжений в диапазоне от номинального значения образцового средства измерения до номинального значения аттестуемого делителя вычисляют среднеквадратичное отклонение S2 по формуле

далее сравнивают значения S1 и S2, при этом результат аттестации считают положительным, если выполняется неравенство S2 ≅ S1.