Устройство для измерения высокого напряжения Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и предназначено для использования в высоковольтных электроустановках. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности измерения сопротивления высоковольтного плеча делителя напряжения в процессе его эксплуатагщи. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройст ва для измерения высокого напряжения Устройство содержит усилитель 1, основной делитель напряжения, состоя щий из резистора 2 (высоковольтное плечо) и резисторов 3 и 4 (низковольтное плечо),, дополнительный дели тель напряжения, состоящий из ре истора 5 (высоковольтное плечо) и резистора 6 (низковольтное плечо), индикатор 7 равновесия, блок 8 сравнения (синхронный детектор), фильтр 9 нижних частот, исполнительный орган 10, управляющий генератор 11, преобразователь 12 импеданса, конвертор отрицательного сопротивления с усили телем 13 и резисторами 14-16. Позицией 17 на схеме обозначена общая ши на устройства. Цепь обратной связи усилителя 1 образована делителем 23-4 напряжения и преобразователем 12 импеданса, включенным между средним выводом делителя 2-3-4 напряжения и общей шиной 17. Индикатор 7 равновесия включен между средним выводом делителя 5-6 напряжения и объединенными выводами резисторов 3 и 4 низковольтного плеча делителя 2-3-4 напряжения . Выход блока 8 сравнения че рез последовательно соединенные фипьтр 9 нижних частот и исполнитель ный орган 10 подключен к входу управления преобразователя 12 импеданса (к входу управления регулируемого резистора 16). Выход управляющего генератора 11 соединен с входом управления усилителя 1 и.одним из входов блока 8 сравнения. Выход усилите ля 1, другой вход блока 8 сравнения и вход регистрирующего прибора (не показан) соединены с вьгоодами резистора 4 низковольтного плеча делителя 2-3-4 напряжения. Устройство работает следующим образом. 1 112 При подаче входного измеряемого напряжения измерительный мост, синтезированный делителями 2-3-4 и 5-6, на резисторе 4 формируется выходное напряжение Upj,,. Воздействие сигнала управляющего генератора I1 на вход управления усилителя 1 обусловливает изменение коэффициента усиления усилителя 1 и, как следствие, выходного напряжения tJgj, Последнее в блоке 8 сравнения оценивается по фазе относительно сигнала управления, сглаживается в фнпьтре 9 нижних частот и через исполнительный орган 10 воздействует на регулируемый резистор 16 преобразователя 12 импеданса до наступления инвариантности цепи. Процесс измерения связан с выполнением условия р о 11 р КдГ-К И э ) где сопротивление резистора 2J 3 сопротивление резистора 3; RJ - эквивалентное сопротивление, образованное параллельным включением входных сопротивлений усилителя 1 и преобразователя 12 импеданса. Из приведенного выше условия (1) определяют сопротивление Rj. высоковольтного плеча делителя 2-3-4 напряжения, а искомое значение входного напряжения Ug находят по зарегистрированному значению выходного напряжения Upbfx учетом зависимости Вх (2) 3 При необходимости измерительный мост может быть уравновешен и воздействием на резисторы делителя 5-6 напряжения. В этом случае возможна оценка одновременно двух высоковольтных плеч моста.. В общем случае линейная измерительная цепь может характеризоваться матричным уравнением вида /1X-F 0 , (3) где А - матрица параметров п-го порядка, X , F- соответственно матрица-столбец координат (сигналов в цепи) и матрица-столбец возмущений (в том числе входных сигналов).

Реализация нулевой чувствительности к вариациям хотя бы одного из параметров, входящих билинейно в решение уравнения f 3 ) , приводит

к преобразованига вектора параметров в скляр , определяющему понижению порядка цепи до первого.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее усилитель с цепью обратной связи, образованной рёзистивным делителем измеряемого напряжения и преобразователем импеданса, один из -выводов которого соединен со средним выводом делителя напряжения, блок сравнения, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и исполнительный орган подключен к входу управления-преобразователя импеданса, управляющий генератор, выходы которого соединены с входом управления усилителя и одним из входов блока сравнения, регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства и расширения функциональных возможное- |тей за счет обеспечения измерения сопротивления высоковольтного плеча делителя напряжения, в него введены дополнительный резистивный делитель измеряемого напряжения и индикатор равновесия, а низковольтное плечо основного делителя напряжения вьшолнено в виде двух последовательно соединенных резисторов, причем индикатор равновесия включен между средним выводом дополнительного делителя напряжения к объединенными выводами резисторов (Л низковольтного плеча основного делителя напряжения, другой вывод преобразователя импеданса подключен к общей шине устройства, а выход усилителя, другой вход блока сравнения и вход регистрирующего прибора соединены с вьюодами резистора низковольтнось го плеча основного делителя напряже ния, связанного с общей шиной. СП