Устройство для измерения высоковольтного напряжения постоянного тока Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 G01R15/04 

1 . Изобретение относится .к технике измерений высоких напряжений и .може быть использовано в качестве устрой ства для измерений с повышенной точ ностью. Цель изобретения - повышение точности измерения напряжения за счет того, что в устройстве для измерения высоковольтного напряжения постоянного тока активная часть дел теля напряжения выполнена в виде двух идентичных спиралеподобных дорожек из резистивного материала и введены сдвоенные переключатели между выходом делителя напряжения и входом повторителей для установки нуля, а также в цепь ди еренциального усилителя для фиксирования син фазной и дифференциальной составляющих измеряемого напряжения. На фиг. 1 дана функциональная схема устройства; на фиг. 2- актив ная часть делителя напряжения, общи вид. Устройство для измерения высоковольтного напряжения постоянного тока состоит из высоковольтного дел теля 1 напряжения, активная часть которого выполнена в виде полого цилиндра 2 из изоляционного материа ла, на наружной поверхности которог нанесены две идентичные спиралеподобныё дорожки из резистивного мате риала 3 и 4, начала этих дорожек соединены и имеют общую точку 5 для подключения к источнику измеряемого напряжения Концы каждой из дорожек 3 и 4 подключены соответственно к низковольтным частям 6 и собранным из постоянных и переменных резисторов, и выведены на сдвоенный переключатель 8, служащий для подачи сигналов напряжения на входы повторителей 9 и 10 на операционных усилителях, либо для закорачивания этих входов на общую шину. Повторители 9 и 10 служат для согласования делителя с низким входным сопротивлением дифференциального усилителя 11. Дифференциальный усилитель 1 состоит из операционного усилителя 12, потенциометра смещения 13, резистора 14 инвертирующего входа, резистора 15 цепи обратной.связи, входной цепочки резисторов 16 и 17 неинвертирующего входа, сдвоенного переключателя 18 с последовательно включенными с ним резисторами 19 и 72 20, подключаемыми в цепь обратной связи и входную цепочку неинверти-, рующего входа. Переключатель 18 предназначен для измерения режима дифференциальногоусилителя 11:положение I, когда резисторы 19 и 20 не отключены от цепей прохождения тока, соответствует работе в дифференциальном режиме; положение , когда резисторы 19 и 20 отключены от цепей прохождения тока, соответствует режиму измерения с синфазной составляющей входных сигналов. - Устройство работает следующим образом, Измеряемое напряжение подаваемое к точке 5 делителя 1 напряжения, преобразуется в два сигнала напряжения U и U, снимаемых с низковольтных частей 6 л 7, с одинаковым коэффициентом деления, поскольку дорожки 3 и 4 идентичны. Для измерения этих сигналов прежде всего производят установку нуля, для чего с помощью переключателя 8 закорачивают входы повторителей 9 и 10 на общую шину,, переключатель 18 устанавливают в положение I и потенциометром смещения 13 производят необходимую подстройку. Поставив переключатель 8 в положение приема сигналов U. и Uj, которые поступают на входы дифференциального усилителя 11, фиксируют на его выходе выходной сигнал U,...., . Сигналы, снимаемые с низковольтных частей 6 и 7 делителя 1 напряжения, отличаются друг от друга на дифференциальную составлякяцую ли из-за температурной нестабильности резистивного материала активной части делителяUj и -fди . В положении I переключателя 18 ли, в положении О переключателя 18 Usbfxz напряжение на выходе дифференциального усилителя вь(хг отличается на величину дК от синфазной составляющей U . Следовательно,значение синфазной составляющей U можно зафиксировать регистрирующим прибором в положении Q переключателя 18, если перед этим в положении I переключателя 18 произведено смещение нулевой линии на величину ли по ижале.

Измеряемое напряжение выражается через синфазную и дифференциальную ,

составляющие. в виде:

К (Ц ± 4U).

изм

Принимая 4и за допуск измеряемой

ности измеряемого напряжения

.100%. величины, получают формулу погреш

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее два идентичных делителя напряжения, состоящее из активных и низковольтных частей, два повторителя на операционных усилителях, дифференциальный усилитель на операционном усилителе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два сдвоенных переключателя, два резистора, кроме того, активная часть делителя напряжения выполнена в виде двух идентичных спиралеподобных дорожек из резистивного материала, которые нанесенына внешнюю поверхность полого цилиндра из изоляционного материала, начала которых соединены одновременно с источником измеряемого напряжения, а концы каждой из спиралеподобных дорожек соединены с соответствующей низковольтной частью и выведены на первые неподвижные части первого сдвоенного переключателя, вторые неподвижные части которого соединены с общей шиной, подвижные части первого сдвоенного переключателя соединены соответственно с nepBbibj и вторым повто:рителями, выход первого повторителя через первый резистор соединен с инвертиру19щим входом операционного усилителя, который через второй ре§ зистор соединен с выходом операционного усилителя и подвижной частью второго сдвоенного переключателя и через третий резистор соединен с не- подвижной частью второго сдвоенного переключателя, выход второго повторителя соединен с второй подвижной частью второго сдвоенного переключателя и через четвертый резистор - с неинвертирующим входом операционного Од усилителя, который через пятый резис1C тор соединен с общей шиной и через ел шестой резистор - с неподвижной ч частью второго сдвоенного переключателя.

71 ГТ 1 I

.