Емкостный делитель напряжения Советский патент 1987 года по МПК H01G4/38 

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и предназначено для измерения импульсных напряжений.

Целью изобретения является расширение диапазона частот.

На чертеже приведено схематическое изображение емкостного делителя напряжения.

Делитель содержит высоковольтный электрод 1, низковольтный электрод, состоящий из двух частей 2 и 3, электрически соединенных накоротко, причем в части 2 низковольтного электрода выполнены отверстия 4, заполненные диэлектриком, промежуточный электрод 5, диэлектрик 6, разделяющий электроды 1 и 2, диэлектрик 7, изолирующий электрод 5 от части 2 низковольтного электрода, диэлектрик 8, изолирующий электрод 5 от части 3 низковольтного электрода, высокочастотный разъем 9, присоединенный своим центральным выводом к промежуточному электроду 5, а корпусом - к части 3 низковольтного электрода и предназначенный для передачи сигнала с низковольтного конденсатора, образованного электродом 5, частям 2 и 3 низковольтного электрода, диэлектриком 7 и диэлектриком 8, делителя на вход регистрируюи его устройства.

Приведен вариант предлагаемого делителя, в котором электроды 1 и 2 образуют линию передачи в виде системы сходящихся полосковых линий, подключенных к общему источнику 10 волны напряжения. Направление распространения волны напряжения указано стрелками. Электрод 5 при этом имеет форму кольца, а электрод 3 - форму круга с выступающей центральной частью, соединенной накоротко с частью 2 низковольтного электрода. Часть 3 низковольтного электрода может быть соединена накоротко с частью 2 низковольтного электрода не только в центральной части, но и по внешней окружности, тогда электромагнитное поле практически будет воздействовать на электрод 5 только через отверстия 4. Высоковольтный конденсатор данного емкостного делителя напряжения образован электродами 1 и 5 через отверстия 4 в электроде 2. Между электродами 1 и 5 расположены диэлектрики 6 и 7, а также диэлектрик, заполняющий отверстия 4. Если диаметр отверстия 4 гораздо больще толщины электрода 2 и расстояния между электродами 2 и 5, то емкость высоковольтного конденсатора можно рассчитать по формуле плоского конденсатора с площадью обкладки, равной суммарной площади отверстий в электроде 2, и расстоянием между обкладками, равным расстоянию между электродами 1 и 5.

Емкость С1 высоковольтного конденсатора-делителя может быть также определена экспериментальным путем посредством

5

0

5

сравнения результатов деления сигнала напряжения предлагаемым делителем с известной емкостью С2 низковольтного конденсатора и традиционным емкостным делителем с известным коэффициентом деления и полосой пропускаемых частот, заключенной внутри полосы частот предлагаемого делителя, причем полоса частот сигнала напряжения должна быть заключена внутри полосы частот традиционного емкостного делителя напряжения. Посредством такого сравнения определяется коэффициент деления Ке предлагае.мого делителя напряжения, а затем при помощи формулы

Kg (С1 + С2)/С1

определяется емкость высоковольтного конденсатора С1. Диэлектрики 7 и 8, изолирующие электрод 5 соответственно от частей 2 и 3 низковольтного электрода, служат диэлектриком низковольтного конденсатора. Емкость низковольтного конденсатора можно изменять поскольку его можно выполнить разборным и изменять размеры диэлектриков 7 и 8, а также площадь электродов 5 и 3. Следует отметить, что конструкция предлагаемого делителя облегчает изготовление низковольтного конденсатора с .малыми толщинами диэлектриков 7 и 8 по сравнению с конструкцией известного делителя.

Коэффициент деления предлагаемого делителя можно изменять путем изменения размеров отверстий 4, в том числе - путем изменения толпдины части 2 низковольтного электрода, изменяя таким образом емкость высоковольтного конденсатора.

Конструкция предлагаемого делителя практически исключает влияние паразитных емкостей на его характеристики и увеличивает помехозащищенность делителя поскольку промежуточный электрод 5 заключен между частями 2 и 3 низковольтного электрода, образующими для атектрода 5 экран.

Делитель работает следующим образом.

Сигнал от источника 10 волны напряжения, распространяющийся по лиьии передачи, оказывается приложенным между высоковольтным электродом 1 и частями 2 и 3 низковольтного электрода и делится в соответствии с установленным коэффициентом деления обратно пропорционально емкостям высоковольтного и низковольтного кон- 0 денсаторов. Поделенное, выходное напряжение делителя прикладывается между про- .межуточным электродом 5 и частями 2 и 3 низковольтного электрода и через высокочастотный разъем 9 поступает на вход ре- гистрирующего прибора или другого устрой- 5 ства.

Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемый делитель напряжения позволяет расширить диапазон передавае0

5

0

мых амплитуд и полосу пропускаемых частот измеряемых напряжений.

Применение данного емкостного делителя напряжения, в котором отсутствует индуктивность присоединения к цепи, где необходимо измерить импульсное напряжение, и индуктивность соединения между высоковольтным и низковольтным конденсаторами, позволяет с большей точностью сохранить форму напряжений, поступающих на вход делителя от различных высоковольтных импульсных устройств, в том числе от устройств мегавольтного диапазона.

Формула изобретения

Емкостный делитель напряжения, содержащий высоковольтный, низковольтный и про.межуточный электроды, причем в низковольтном электроде выполнены отверстия, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона частот, низковольтный электрод выполнен из двух электрически соединенных частей, между которыми размещен промежуточный электрод, при этом отверстия в низковольтном электроде выполнены в части, расположенной между промежуточным и высоковольтным электродами.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике. Цель изобретения - расширение диапазона частот. В части 2 низковольтного электрода выполнено отверстие 4, заполненное диэлектриком. Промежуточный электрод 5 размещен между частями 2 и 3 низковольтного электрода, образующими для электрода 5 экран. Это исключает влияние паразитных емкостей на характеристики делителя и увеличивает его по.мехо- защищенность. Использование делителя, в котором отсутствуют индуктивность присоединения к цепи, где необходимо измерить импульсное напряжение, и индуктивность соединения между высоковольтным и низковольтным конденсаторами, позволяет с большей точностью сохранить фор.му напряжений, поступающих на вход делителя от различных высоковольтных импульсны.х устройств. 1 ил. ixxxvr 1 уч чХ лГ / /Д 1 т 1 /////// //7 I / 158 Ч УХЧЧЧЧХ ; ТОчХУчУчЧУ /1 х///////////// у со со о со го