Индуктивный делитель напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R15/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании прецизионных масштабных преобразователей на основе индуктивных делителей напряжения с улучшенными метрологическими и эксплуатационным характеристиками Известен индуктивный,делитель напряжения, содержащий ферромагнитный сердечник, на который намотана обмотка, выполненная жгутом из равномерно скрученных изолированных проводников в виде последовательно соединенных секций с равным числом витков в каждой из них 111. Недостатком этого делителя является относительно низкое допустимое входное напряжение, что обусловлено допустимыми размерами магнитного сердечника и жгута. Наиболее близким к изобретению по технической сущнвсти является индуктивный делитель напряжения, содержащий одинаковые катушки индуктивности, число которых равно отношению номинального входного напряже ния делителя к номинальному входном напряжению одной катушки индуктивно сти и каждая из которых состоит из ферромагнитного сердечника с намота ной на него делительной обмоткой, разделенной на одинаковые секции по числу градаций выходного напряжения Для снижения погрешностей делите ля от неравенства магнитных характе ристик сердечников катушки содержат кроме основных вспомогательные обмотки. Вспомогательные обмотки соседних катушек соединены параллельно и по ним протекают уравнительные токи, пропорциональные отклонениям магнитных характеристик сердечников друг от друга и приводящие к выравниванию напряжений на основных обмотках катушек. Благодаря использованию нескольких катушек индуктивности делитель имеет повышенное входное напряжение по сравнению с делите лями на одной катушке при приемлемьах размерах сердечников и длине жгутов что креме того облегчает процесс из , готовления делителя 2J . Основным недостатком известного делителя является низкая точность деления напряжения, .обусловленная, во-первых, значительной неидентичностью параметров рассеяния (активного сопротивления и индуктивности рассеяния) основных обмоток, связанной с неидентичностью размеров сердечников, жгутов и неудовлетворительной повторяемостью процессов намотки катушек индуктивности во-вторых, остаточной (несмотря на коррекцию с помощью вспомогательных обмоток) неидентичностыо магнитных харак теристик сердечников; в-третыих. наличием дополнительных емкостных связей из-за присутствия вспомогательных обмоток, К недостаткам относятся также сложность конструкции и дополнительный расход обмоточного провода в связи сиспользованием вспомогательных обмоток, повышенная трудоемкость при изготовлении, обусловленная необходимостью для уменьшения погрешностей подбирать сердечники с идентичными.характеристиками. Целью изобретения является повышение точности и упрощение. Поставленная цель достигается тем, что в индуктивном делителе напряжения, содержащем одинаковые катушки индуктивности, число которых равно отношению номинального входного напряжения делителя к номинальному входному напряжению одной катушки индуктивности и каждая из которых состоит из ферромагнитного сердечника с намотанной на него делительной обмоткой, разделенной на одинаковые изолированные секции по числу градаций выходного напряжения, секции делительной обмотки образованы соединенными последовательно-согласно секциями катушек индуктивности, причем каждая секция делительной обмотки co Jepжит по одной секции из обмоток всех катушек индуктивности. Благодаря этому отпадает необходимость в использовании вспомогательных обмоток и в подборе сердечников с идентичньами характеристиками, а следовательно, упрощается конструкция и процесс изготовления, уменьшается расход обмоточного провода, обеспечивается более высокая точность делителя с повышенным .номинальным входным напряжением, На чертеже представлена принципиальная схема индуктивного делителя напряжения (отношение номинального входного напряжения делителя к номи-, нальному входному напряжению одной катушки индуктивности равно двум), Индуктивный делитель напряжения содержит две одинаковые катушки 1 и 2 индуктивности. Катушка 1 состоит из ферромагнитного сердечника 3 с намотанной на него обмоткой, разделенной на одинаковые изолированные секции 4-8 по числу градаций выходного напряжения (например, в случае декадного делителя число секций равно десяти). Катушка выполнена аналогично и состоит из ферромагнитного сердечника 9 с намотанной на него обмоткой, разделенной на одинаковые изолированные секции 10-14, Соответствующие секции 4и10, 5и11, б и 12, 7 и 13, 8 и 14 катухиек инду тивности соединены последовательно согласно с целью образованиясекций делительной обмотки. Сформированные таКИМ образом секции делительной обмотки соединены между собой также последова тельно-согласно и от мест соединений сделаны отводы. Устройство работает следующим образом. При приложении напряжения, подле жащего делению, к входу делителя, образованного крайними отводами, в делительной обмотке возникает ток, возбуждающий магнитные потоки в сер дечниках3 и 9, которые в свою очередь наводят в делительной обмотке суммарную ЭДС самоиндукции, уравновешивающую совместно с падением нап ряжения на суммарных параметрах рассеяния (активном сопротивлении и индуктивности рассеяния) обмотки приложенное входное напряжение г Распределение потенциалов на отво дах делительной обмотки определяется отношением ЭДС самоиндукций, наводимых в ее секциях, к суммарной ЭДС самоиндукции, а также степенью пропорциональности параметров рассеяния секций числу витков. Из-за неидентичности магнитных характеристик сердечников 3 и 9 ЭДС самоиндукции, наводимые магнитным потоком сердечника 3 в секциях 4-8 катушки 1, отличаются от ЭДС самоиндукции, наводи мых магнитным потоком сердечника 9 в секц;иях 10-14 катушки 2, а из-за неидентичности размеров сердечников жгутов и плохой повторяемости процес сов намотки катушек индуктивности параметры рассеяния секций 4-8 катушки 1 отличаются от параметров рас сеяния секций 10-1,4 катушки 2. Однако эти отличия практически не оказывают влияния на точность деления напряжения, так как в формировании выходного напряжения делителя участвуют секции делительной обмотки, суммарная ЭДС самоиндукции и суммарные параметры рассеяния каждой из которых образованы соответствующими величинами как одной из секций катушки 1, так и одной из секций катушки 2 , Таким образом, точность деления напряжения в предлагаемом делителе оказывается выше, чем у известного устройства, так как неидентичности параметров секций делительной обмотки предлагаемого делителя определяются только неидентичностями параметров секций, относящихся к одной и той же катушке индуктивности, а кого рода неидентичности, как известно, могут быть доведены до достаточно малых значений путем использо- вания специальных типов обмоток и способов намотки« Точность предлагаемого делителя получается выше, чем известных, и в расширенном частотном диапазоне за счет устранения дополнительных емкостных связей, обусловленных в известных устройствах наличием вспомогательных обмоток. Кроме того, за счет устранения вспомогательных обмоток упрощается конструкция делителя и уменьшается расход обмоточных проводов.

ИНДУКТИВНЫЙ ДЕЛИ-ЦЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержгиций одинаковые катушки индуктивности, число кЪторых равно отношению номинального входного напряжения делителя к номинальному входному напряжению одной катушки индуктивности и каждая иэ которых состоит из ферромагнитного сердечника с намотанной на него делительной обмоткой, разделенной на одинаковые изолированные по числу градаций выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения делителя, секции делительной обмотки образованы соединенными последователь™ но-согласно секциями катушек индуктивности, причем каждая секция делительной обмотки содержит по одной секций из обмоток всех катушек индуктивности. СО :о ы