Индуктивный делитель напряжения Советский патент 1983 года по МПК H01F21/12 H02M5/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в радиоизмерительных и электрю иэмерительных.устройствах в качестве точного широкополосного делителя напряжения. Известен многодекад;ный индуктивный делитель напряжения, содержащий сердечники из ферромагнитного материала, на которых размещены делительные обмотки , состоящие из секци к которым подключены дополнительные корректирующие конденсаторы Cl } Недостатком такого делителя явля ется повышенная погрешность в облас ти высоких частот. Наиболее близок предложенному индуктивный делитель напряжения, со держащий общие входные и выходные зажимы, низкочастотную и высокочастотную части с входами и выходами. Каждая из которых состоит из делительных обмоток, основные многопози ционные переключатели с органами управления, электрические реле с пе реключающими контактами и схему управления, причем делительные обнотки каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозицйонных переключателей, орган управления каждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствующего ему по счету основного многопозиционного переключателя другой части делителя при этом переключающие контакты реле соединены с входами и выходами упомянутых частей делителя 2. Известный делитель характеризует ся недостаточной точностью коэффициента деления. Целью изобретения является повышение точности коэффициента деления напряжения. Поставленная цель достигается тем, что индуктивный делитель напря жения, содержащий общие входные и выходные зажимы, низкочастотную и высокочастотную части с входами и выходами, каждая из которых состоит из делительных обмоток, основные многопозиционные переключатели с органами управления, электрически реле с переключающими контактс1ми и схему управления, причем делитель ные обмотки каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозиционных переключа телей, орган управления казкдого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствующего ему по счету основного многопрзиционного переключателя другой части делителя, при этом переключаю ие контакты реле соединены с входами и выходами упомянутых частей делителя, снабжен дополнительным электрическим реле с двумя переключающими контактами и дополнительными многопозицчонными переключателями с органами управления, причем один из переключающих контактов дополнительного электрического реле установлен между выходом и входом одной из пар делительных обмоток низкочастотной части и выполнен с возможностью подключения к входному зажиму делителя, а другой переключающий контакт дополнительного электрического реле установлен между . выходом и входом другой пары дели- . тельных обмоток высокочастотной части и выполнен с возможностью подключения к выходному зажиму низкочастотной части делителя, причем между делительными обмотками низкочастотной части делителя, ограниченными переключающим контактом дополнительного электрического реле и выходом, установлены дополнительные многопозиционные переключатели, органы управления которах соединены, соответственно, начиная с первого, с органами управления основных многопозиционных переключателей. На фиг. 1 представлена функциональная схема индуктивного делителя напряжения; на фиг. 2 - кривые зависимостей частотной погрешности коэффициента деления от частоты устройства. Индуктивный делитель напряжения . (фиг. 17 содержит общие входные 1 и выходные 2 эажтлы, низкочастотную и высокочастотную части с .вхбдами 3 и выходами 4, каждая из которых состоит из делительных обмоток 5, основные многопозиционные переключатели 6 с органами управления, электрические реле с переключающими контактами 7 и схему управления (не показана, причем делительные обмотки 5 каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозиционных переключателей б, орган управления каждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствующего ему по счету основного многопозиционного переключателя б другой части делителя, при этом переключающие контакты 7 реле соединены с входами 3 и выходами 4 упомянутых частей делителя. Делитель снабжен дополнительным электрическим реле с двумя переключакнцими контактами 8 и дополнительными многопозиционными переключателями 9 с органами управления, причем один из переключающих контактов 8 дополнительного электрического реле установлен между выходом и ходом одной из пар делительных обмоток 5 низкочастотной части и выполен с возможностью подключения к ходному зажиму 1 делителя, а другой ереключающий контакт 8 дополнительного электрического реле .установлен между выходом и входом другой пары делительных обмоток высокочастотной части и выполнен с возможностью Подключения к выходному зажиму низкочастотной части делителя, причем между делительными обмотками 5 низкочастотной .части делителя, ограниченными переклвочашцим контактом 8 дополнительного электрического реле и ВЫХОДСЯ4 4, установлены дополнительные многопозиционные переключатели 9, органы управления которых соединены, соответственно, начиная с первого, с органами smpaBления основных миогопрзиционных переключателей б.

Устройство работает следующим бразе.

Делительные обмотки 5 низкочастотного и высокочастотного делитеей при помсяци основных многопозиионных переключателей 6 устанавлиаются в положения, Соответствующие необходимому коэффициенту передачи устройства. Входное напряжение низкой частоты через переключающий контакт основного электрического реле 7 поступает на п врвую делительую обмотку первой декады низкочастотного делителя. Выходное напряжение снимается с последней делительHcda обмотки посл:9дней декада низкочастотного делителя через переклюающий контакт 7 основного электрического реле. Первая декада низкочастотного де лителя имеет наибольшие размеряя, число витков и длину проводов делительной обмотки, что вносит основной вклад в погрешность низкочастотного делителя и основное влияние на ход кривой 10 (фиг. 2), Каждая последующая декада работает при значительно меньших напряжениях, чем предыдущая. Например, на вход второй декады подается напряжение 0,lMQy, на вход третьей -.0,lUgjjH т.д. Поэтому каждая последующая декада выполняется на значительно меньших по размерам ферромагнитных сердечниках, с меньшими числом витков и длиной проводов делительной обмотки. Паразитные параметры этой декады меньше, чем у предыдущей декады, т.е. последующие декады обеспечивают высокую точность на более высоких частотах ( кривая 11, фиг. 2).

При входном сигнале частоты f 2 5 кГц первый переключающий контакт 8 дополнительного электрического реле подключает к входному зажиму 1 ряд делительных обмоток, образующих среднечастотный делитель, куда входят декады как низкочастотной, так и высокочастотной части делителя. В этом случае подключение декады высокочастотной части делителяк выходу низкочастотной части осуществляется при помощи второго переключающего контакта 8 дополнительного электрического реле. Выходное напряжение снимается с выхода последней декады высокочастот: ной части делителя. Для упрощения устройства вход каждой последующей декады среднечастотного делителя соединяется с выходом предыдущей

0декады при помощи дополнительных многопозиционных переключателей 9, которые переключаются синхроннос основными многопозиционными переключателями б и имеют один общий орган

5 управления.

На ч.астоте переключения fj 50 кГц переключающие к.онтакты 8 дополнительного электрического реле размыкаются, включается высокочастотная. часть делителя,-т.е. входное напряжение подается на первую делительную обмотку первой декады высокочастотной части делителя, а выходное напряжение снимается с выхода . 4 последней декады. Автоматическое

5 включение и отключение низкочастот- . ной, среднечастотной и высокочастотной частей делителя на частотах переключений f.2 и f осуществляется схемой управления.

0 Из анализа кривых 10, 11, 12

(фиг. 2) видно, что введение среднечастотного делителя (кривая 11/ позволяет существенно снизить погреш ность на нижнем (f)и верхнем (fв/

5 пределах частотного диапазона, а также на частоте переключения f путем сдвига кривой 10 влево по оси частот, а кривой 12 вправо по оси частот или при тех .же погрешностях,

JJ присущих прототипу, расширить рабочий диапазон Частот предложенного устройства от f 10 Гц до кГц. Это возможно вследствие того, что декады низкочастотной части делителя, работакяцего в диапазоне частот от f„ 20 Гц до f2 5 кГц, выполняются с большим числом витков и размером с.ердечника, т.е. с большими входными сопротивлениями, что на нижней частоте f позволяет уменьшить эффект шунтирования декад друг другом.

в диапазоне частот от f2 5 кГц до f 5 50 кГц работает среднечастотный делитель, обеспечивающий высокую точность выбором соответствующей первой декады. На верхнем диапазоне частот от fj. 50 кГц до f 200 кГц работает высокочастотная часть делителя, декады которого

0 выполняются с меньшими числами витков и габаритами, т.е. меньшими паразитными параметрами, чем у Jвыcoкoчастотной части делителя-прототипа. Кроме того, у предложенного устрой5 ствана нижней частоте fn входное

ИНДУКТИВНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий общие входные и выходные зажимы, низкочастотную и высокочастотную части с входами и выходами, каждая из позорах состоит из делительных обмоток, основные мнргопозих ионные переключатели с органами управления, электрические реле с переключающими контактами и схему управления, причем делительные обмотки каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозиционных переключателей, орган управления Кс1ждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствугацего рму по счету основного многопозиционного переключателя другойч части делителя, при зтом переключающие контакты реле соединены с входами и выходами упомянутых частей делителя, о-т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности коэффициента деления напряжения, делитель снабжен дополнительным электрическим реле с двумя переключающими контактами и дополнительными многопозиЦионными переключателями с органами управления, причем один из переключающих контактов дополнительного электрического реле установлен между вькодом и входом одной из пар делнтельных обмоток низкочастотной части и выполнен с возможностью под(Л ключения к входному зажиму делителя, а другой переключающий контакт дос полнительного электрического реле установлен между выходом и входом другой пары делительных обмоток вы-. сокочастотной части и выполнен с возможностью подключения к выходному зажиму низкочастотной части делителя , причем между делительными обсо сл Мотками низкочастотной части делителя, ограниченными переключающим контактом дополнительного электриа ческого реле и выходом, установлены W дополнительные многопозиционные переключатели, органы управления которых соединены,соответственно, начиная с первого, с органами управления основных многопозиционных переключателей.