Способ поверки делителя напряжения постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК G01R35/02 

Изобретение относится к электрои мерениям и может быть использовано при автономной поверке точных делит лей напряжения (ДН) постоянного тока, в частности ДН типа Р342 кл. 0,0005, Р 313 кл. 0,001, Р356 кл. 0,005, а также других ДН, класс точ ности которых согласно ГОСТ 11 282-75 может быть 0, 0,0002; 0,0005; 0,001.... Известен способ поверки ДН посто янного тока, основанный на измерени входного и выходного сопротивления ДН методом сравнения с образцовой мерой сопротивления шш методом замещения образцовыми катушками сопротивления flj . Недостатком известного способа является значительное влияние погре ностей образцовых мер сопротивлений и их температурной зависимости на результаты поверки, вслействие чего этот способ оказьшается пригодным для поверки ДН только класса OsC3 и более грубых. Наиболее близким к предлагаемому является способ прверки ДН постоянного Тока методом измерения отношений (разностей} сраэниваемых сопротивлений резисторов низковольтных плеч с эквивалентным сопротивле нием параллельного соединения и равновеликих резисторов соответству ющих высоковольтных плеч 2J. ; При этом сравниваются равновеликие сопротивления, а сам поверяемый ДН должен иметь соответствукшще ком мутационные элементы, позволякнцие создавать внутри схемл поверяемого ДН несколько равновеликих по эквивалентному сопротивлению групп резисторов. Для сокращения количества ступеней (резисторов плеч ДН ) к количества измерений при поверке ДН ступени высоковольтных плеч выйолняют в три раза больше по.сопротивлению, чем низковольтное плечо if ото ак, например, при 10 крм вторая Я, , третья Rj и четвертая () ступени высоковольтного плеча имеют обычно сопротивление (R+R) 30 кОм, т.е. 3и,„,-«, RJ 30 кОм. При поверке резисторы RI , {jjH (R. +R) соединяются пара шёльно и определяется отношение ,) R,RгlRз R-) . ЗКВИВ-л R,()R2iR3 M лентное сопротивление параллельного соединения резисторов (п 3)R,, l, (И +84)Если отношение /Кот+ э.(и0.г8к..,.), И 6| - соответственно номи № Kg, m нальное значение коэффициента деления и его допускаемая погрешность, то производится подстройка одного из резисторов соответствующего высоковольтного плеча, например, регулировкой резистора ( ,. При эксплуатации ДН все его резисторы соединяются последовательно. Однако.данный способ характеризуется низкой точностью из-за неучета методической погрешности Sнт параллельно-последовательных переключений, в результате чего бракованный ДН можно признать годным к эксплуатации. Кроме того, способ не устанавливает конкретного значения Т межповерочного интервала. Цель изобретения - повьшение точности поверки ДН. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поверки ДН постоянного тока, основанному на поо тередном измерении сопротивления QJJ, резисторов т низковольтных плеч и соответствующего им эквивалентного сопротивления 8 п параллельно включенных резисторов m высоковольтных плеч, бпределении отношения и погрешности 6 коэ..пт циента деления IC, регулировании значения последнего до выполнения равенстза lfmtU0.2S, К„т+ Я om э.пт где &4g; „, - допускаемая погрешность, дополнительно измеряют сопротивление im 2 аящого из я резисторов m высоковольтных плеч при их последовательном соединении, определяют их средR R:нее значение и относиf К 1 ельные отклонения сопротивлений от среднего значения R, выявляют методическую погрешность Mm параллельно-последовательных переключений, используя соотношение .(lM4bL, а учитываемую при регулировании пог решность 8). .у, вычисляют по выражению т I о п o.qzfcl--l i i. Rom Кроме того, регулирование Rp, пре кращают при достижении неравенства /Rom-9.nn ,2a, где Ц - класс точности делителя на пряжения, Кроме того, значение Т межповерочного интервала выбирают в соответствии с выражением 0,еа . : V где V - скорость изменения методической погрешности 8 д,„ , определяемая путем деления разности значений последней в данном и предыдущем межповерочных интервалах на среднюю продолжительнос:ть работы ДН за мезкповерочный интервал. На чертеже представлена схема, поясняющая предложенный способ поверки ДН постоянного тока. Схема содержит поверяемый ДН 1, компенсатор 2 постоянного тока, например, двухрядный типа Р 332, Р 345 и др., нуль-индикатор 3, регулируемый источник 4 постоянного тока. На схеме обозначены 5(Х)), eCXg) соответственно первый и второй вход компенсатора 2, 7 () - опорньщ резистор net иого из m плеч ДН 1, 8 (1Ц 9 (R,) и 10 (R-) - первый, второй и третий резисторы второго плеча ДН 1, 11 (R) - подстроенный резистор третьего резистора второго плеч ДН 1; 12 и 13 - контактные группы коммутирующего узла, 14 - 17 вьшоды плеч (резисторов) ДН 1, 18(1:1) и 19 (1:10) клеммы. В данном случае коэффициент деления . Предложенный способ поверки ДН постоянного тока заключается в еледующем. . Подключают ДН.1 в цепь источника 4 постоянного тока, закорачивают контакты 12 и 13. Вьгооды 14 и 15 подключают к входу 5 (Х), а выводы 15 и 16 - к входу 6 (Х) компёнсатора 2. На декадных переключателях пер5511533084 вого и второго входов компенсатора 2 выставляют показания, соответствующие номинальному значению сопротивления Rg . Переключатель входов компенсатора 2 устанавливают в положение 5 (X,) и регулировкой тока в цепи источника 4 уравновешивают нульиндикатор 3. Переводят переключатель входов компенсатора 2 в положение 6 (Xj) и регулировкой второго ряда екадных переключателей вновь уравнов ешив ают нуль-индикатор 3. При этом определяют отношение о Яр- показание декадных переключателей компенсатора 2 со стороны входа 5 (Х); Rg - показание компенсатора 2 со стороны входа б (Х). Затем, если Яо/«о+ «эг1,,г5,с.), где Sjjrfгр- допускаемая погрешность ДН-1, производят подстройку коэффициента S),. Для этого регулировкой резистора 11 уменьшают или увеличивают При этом нарушается равенство R,,(1) т.е. нарушается основная предпосылка правомочия замены параллельного соединення трех () резисторов при поверке ДП 1 на кх последовательное соединение при эксплуатации ДН 1. Это значит, что при поверке ДН 1, согласно 2j допускается методичес- кая погрешность 8 ,«г) которая может быть причиной того, что бракованный ДН 1 будет признан годным к эксплуатации. Например, пусть поверке подлежит ДН 1 типа Р313 кл. 0,001 (). . Согласно схеме Rim R,.R4) R Ra+Rtf. s RAltRiCR -R- Из (2) видно, что для определения коэффициента деления Kj необходимо определить отношение базисного резистора Rjj низковольтного плеча к суммарному сопротивлению ДН 1, выраженному через эквивалентное сопротивление Rg параллельного соединения трех () резисторов высоковольтного плеча ДН I, Поскольку при. поверке ДН резисторы соединены параллельно, а йри эксплуатации последовательно, то определим значения сопротивлений этих соединений указанньос резисторов. Пусть кавдый из трех резисторов имеет среднее значсм е R и погрешность (отклонение от среднего)0| , 5, и Oj соответственно т.е. RrR(l + 6,),(bSi)MR :R3+R4 -К( + Вз 1 . Тогда сопротивление R последовательного соединения этих резисторов(.). 1г I Сопротивление R параллельного соединения этих же резисторов найде через их проводимости из выражения 1 Яэ ,) RU+SaV R(n-60 Используя свойство степенного р --i- % 1-Х+Х -х +... (прих«1), вьфажение (4) можно переписать в в де. i4(-s.,..tl(..,). I ) 1 1 I о 4i,-8,.8Vs...b|(i4is.4|sf4t«...). пренебрегая в (5) величинами третьего порядка малости, получим 1 .1(,Ит R. т Тг ° - i ) R. 15 - Э ,, / Из (6) находим, что { -. Используя свойство степенного р да и ограничиваясь только величина первого и второго порадка малости, имеем о -(.VR T-S f Sl4 J. Из (3) и (8) видно, что Понимая под относительной методической погрепшостью м, разность между действительным значением 9R g и пос отнесеннуто к их среднему зн чению 3R, можно записать, что .ос 4-4uib;-iisb(..R(uLb PI 3 д:: . 1 1 V, 1 I J V I |(S,S,.8,8,.8,8,V{S.8i + 8V), или в общем виде при и параллельно и последовательно включенных резисторахR ( Vft V С M-Hn& l -пЬ Из выражений (10) и (11) видно, только в том единственном случае, когда S, 8 5, (как по значению, так и по знаку), т.е. когда все п резисторов высоковольтных плеч равны между собой. Согласно способу поверки ДН 1, указанное условие всегда нарушается, так как значение 5 j/p регулируется только одним из П резисторов высоковольтного плеча. В связи с этим при поверке ДН-, сог- О и ее необховсегда I димо учитывать. Для устранения данного недостатка, согласно предложенному способу, поступают следующим образом. Размыкают контакты 12 и 13, подсоединяют к входу 6 (Xj) компенсатора 2 поочередно резисторы 8 (R), 9(5.2 и 0(Ro)(R) и при предьщущем значении тока через ДН 1, т.е. равновесии компенсатора 2, включенном на 7(R(,), измеряют путем изменения показаний его декадных переключателей сопротивления R,-, j резисторов высоковольтных плеч (в данном случае ). По полученным данным определяют среднее значение сопротивления . этих резисторов и относительные оти Л-. м m 1 m кл О нения g, СОпротивлений этих резисторов- от среднего значения R. По полученным значениям 5 вычисляют методическую погрешность Ьf параллельно-последовательных переключений, используя соотношение (10). Пусть, например, автономной поверке подвергается ДН 1 типа Р313 класса 0,001, высоковольтные плечи которого выполнены из микропроволочных резисторов типа МРХ-05 соответствую щих номиналов.. По техническим условиям ТУ25-04-1302-76 на резисторы МРХ, нестабильноЬть их .сопротивления составляет до + 0,2% за 2000 ч работы. Это значит, что 8, §2 з за 2000 ч работы могут иметь разные значения, например о -0,2%, 8 0,15% и ,2%. Тогда (-0,002.0,0015 + О, 002 О, 0015-0,002 -0,002) -. 2/9 (410- +2,25-10 %3,1 %,(13) По измеренньм значениям Rg. „ и вычисленным значениям Sj, определяют погрешность 8 icm по выраже.нию . С Яот Из приведенного в качестве пример результата (13) видно, что только 8„,0,2а , т.е. больше 0,ОР02%. Поэтому такой ДН 1 должен браковаться, хотя согласно 2j он признается годным к эксплуатации. Во избежание описанной ситуации по предложенному способу регулируют значения R - до их среднего значения R. Дня этого на компенсаторе 2 выставляют показание, соответствующ средйему значению R сопротивлений 8(Rp, 9(1Ц) и IO(R) + ir(R4) и пооч редным изменением 8(R|), 9(Eg) например с помощью шунтирования, и lO(R) с помощью регулировки I1(R4) добиваются равновесия нуль-индикато ра 3. Тогда 5| 8г согласно ( 10) S,,0. После этого проверяют выполнение условия M,rt 0,201 . Если это условие не выполняется, то увеличивают (з еньшают) R или о :R,npH сохранении равенства (1). Для упрощения регулирования значени К к, и 8 icm за среднее значение R сопр тивления резистороз R|, Rg, R + R4 целесообразно принять значение , гт Для этого после измерения R. увели чивают его в три раза, полученное значение выставляют на компенсаторе и поочередной регулировкой 8(R, ), 9(R2) и IO(R) + 1 I (Rjj) уравновепгнвают нуль-индикатор 3. После этого проверяют выполнение условия (14). Предложенный способ поверки ДН 1 позволяет повысить гарантированную точность в межповёрочных интервалах путем обоснованного установления значения Т последнего. Дпя,выбора значений Т при каждой Jpчepeднo.й поверке (i-ый межповерочный интервал) ДН I накапливают в. памяти ЭВМ или в видетаблиц следующие данные: тип ДН 1, его заводской номер, класс точности при данных коэффициентах деления К, допускаемое значение методической погрешности д 0,2 а , дату пров.едения данной поверки, действительное значение методической погрешности , скорость изменений методической погрешности и дату проведения, очередной поверки. Дату очередной поверки устанавливают по результатам данной поверки на основе выбора очередного межповерочного интервала Т. На.основе действительных значений полученных при кавдой очередной поверке, определяют скорость изменения методической погрешности из выражения С(О C(-i-i1 °Мт°мгг) г , т от fic: V-- /о/чм , час (15) где средняя продолжительность работы fm 1 в предыдущем межповерочном интервале, в часах. Далее устанавливают продолжительность Tj очередного межповерочного интервала, в течение которого / не выходит за пределы допуска, т.е. . о« По полученному из (16) значению Тi определяют дату очередной поверки ДН I, которую и заносят в память ЭВМ или в таблицу, Таким образом, предложенный способ поверки ДН постоянного тока позволяет не только повысить точность поверки, но и избежать ошибки поверителя, а также устанавливать гарантированный межповерочный интервал.

1. СПОеОР ПОВЕРКИ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, основанний на поочередном измерении Сопротивления Кдд, резисторов гл низковольтных плеч и соответствующего им эквивалентного сопротивления I п параллельно включенньк резисторов mвысоковольтных плеч, определении отношения f om/Rm 9пт и погрешности S, коэффициента деления lilpp, регулировании значения последне от го до выполнения равенства п .QO .пт К( 1+0,28,), где g допускаемая погрешность, отличающийс я тем, что, с целью повьтгения точности, дополнительно измеряют сопротивление R j каждого из п резисторов m высоковольтных плеч при их последовательном соединении, определяют Г их среднее значение -21 RИ ОТ- ft 1 n ,-R носительные отклонения,- . thi t M V сопротивлений от среднего значения R, выявляют методическую погрешность S,. параллельно-последовательных пе№.П реключений, используя соотношение ; п ,2 п 2 ««- ISt rnE m, а учитываемую при регулировании К погрешность S вычисляют по выражению , m /R,-i ,nm г, V . . Ь.м-0.. R. от 2. Способ по п. 1, отличаю- -, щ и и с я тем, что регулирование : прекращают при достижении неравенства . к m f о -О ,uo.2o.. от Э. л 0.9.11 1 1 от где о - класс точности делителя напряжения. 3. Способ по пп. I и 2, о т л и -, чающийся тем, что значение Т-, сд межповерочного интервала выбирают 00 00 в соответствии с выражением Т 0,20/V где, V - скорость изменения методио ческой погрепшости 8мт определяе00 мая путем деления разности значений последней в дгжном и предьздущем меж поверочных интервалах на среднюю продолжительность работы делителя напряжения на межповерочный интервал. .