Устройство для измерения пробивного напряжения вентильных разрядников Советский патент 1991 года по МПК G01R31/24 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при испытаниях вентильных разрядников.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения влияния высокочастотной помехи.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов в точках I - XIV устройств, поясняющие его работу.

Устройство содержит регулятор 1 напряжения, масштабный преобразователь 2 напряжения, токовое реле 3, испытуемый разрядник 4, первый Б и второй 6 двухполу- периодные выпрямители, первый RS-триг- гер 7, кнопки Пуск 8 и Стоп 9, первый компаратор 10, источник 11 опорного напряжения, первый двухвходовый вентиль И 12, первый 13 и второй 14 управляемые ключи, конденсатор 15, вольтметр 16, первый 17, второй 18 и третий 19 одновибраторы, второй компаратор 20, второй RS-трипер 21, дифференциатор 22, второй двухвходовый вентиль И 23.

Входные зажимы регулятора 1 напряжения и выпрямителя 6 подключены к питающей сети, к выходу регулятора 1 напряжения присоединены масштабный преобразователь 2 и соединенные последовательно реле 3 и испытуемый разрядник 4. Выход преобразователя 2 через выпрямитель 5 соединен с входом дифференциатора 22 и вторым зажимом ключа 13. Первые зажимы ключей 13 и 14 соединены между собой, к ним же присоединен один из выводов конденсатора 15. Второй вывод конденсатора 15 и зажим ключа 14 соединены с общей шиной. Вход вольтметра 16 соединен с первым зажимом ключа 14, Инверсный вход компаратора 10 соединен с выходом выпрямителя 6. Выход источника 11 подключен к прямому входу компаратора 10, выход которого соединен с одним из входов вентиля 12. Инверсный выход триггера 7 соединен с вторым входом вентиля и с управляющим входом регулятора 1. Кнопка 8 подключена к входу R триггера 7. Выход дифференциатора 22 подключен к инверсному входу компаратора 20, прямой вход которого соединен с общей шиной, а выход через одновибратор 19с входом R триггера 21. Входы одновибраторов 17 и 18 подключены к выходу вентиля 12. Вход S триггера 21 подключен к выходу одновибратора 17, а выход одновибратора 18 соединен с управ- . ляющим входом ключа 14. Прямой выход триггера 21 подключен к управляющему входу ключа 13, выход реле 3 и кнопки Стоп 9 подключены к входам вентиля 23,

а его выход присоединен к входу S триггера 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 13 и 14

разомкнуты, Триггер 7 находится в единичном состоянии, триггер 21 в нулевом. На входы компаратора 10 поступают опорное напряжение и выпрямленное напряжение

0 (I, фиг, 2), пропорциональное напряжению Uc сети (фиг. 2). На выходе компаратора 10 формируются синхронизирующие импульсы (II, фиг. 2), поступающие на вход вентиля 12, но так как на втором входе вентиля 12

5 присутствует сигнал логического нуля (IV, фиг, 2), то выход вентиля 12 находится в нулевом состоянии.

При нажатии на кнопку Пуск 8 (III, на фиг 2) на инверсном выходе триггера уста0 навливается сигнал логической единицы (IV, фиг. 2), Это г сигнал запускает регулятор 1, который вырабатывает на выходе синхронное с Uc испытательное напряжение, возрастающее от полупериода к полупериоду и

5 приложенное к разряднику 4. В то же время сигнал логической единицы с выхода триггера 7 поступает на второй вход вентиля 12 и синхронизирующие импульсы управления (V, фиг. 2) поступают на входы одновибратоС ров 17 и 18.

Испытательное напряжение, преобразованное преобразователем 2 и выпрямленное выпрямителем 5 (VI, фиг. 2), поступает на дифференциатор 22 и ключ 13.

5 Одновибратор 18 по переднему фронту синхронизирующих импульсов формирует импульсы управления (VIII, фиг. 2) ключом 14, который замыкается при поступлении импульса управления на его управляющий

0 вход. При этом в начале каждого полупериода испытательного напряжения происходит разряд конденсатора 15 (IX, фиг. 2).

Продифференцированное напряжение (VII, фиг. 2) с выхода выпрямителя 5 подает5 ся на вход компаратора 20. Последний преобразует аналоговый сигнал с выхода дифференциатора 22 в цифровой (XI, фиг. 2), имеющий уровень логической единицы в моменты времени, когда выходной сигнал диф0 ференциатора 22 отрицателен.

Одновибратор 17 по заднему фронту синхронизирующего импульса вырабатывает сигнал управления триггером 21 (X. фиг. 2). При поступлении этого сигнала на

5 вход S триггера 21 последний переходит в единичное состояние (XIII, фиг, 2), что приводит к замыканию ключа 13, Когда ключ 13 замкнут, на конденсатор 15 поступает напряжение, пропорциональное испытательному, при этом яроисходит заряд

конденсатора 15. Когда напряжение с выхода выпрямителя 5 достигает амплитудного значения, напряжения на выходе дифференциатора 22 (VII, фиг. 2} меняет знак с минуса на плюс, при этом выход компаратора 20 переходит в состояние логического нуля (XI, фиг. 2). В этот момент одновибра- тор 19 вырабатывает сигнал управления, переключающий триггер 21 (XI. фиг, ), который обнуляемся (. фиг. 2), ключ 13 размыкается.

Таким образом, в начале каждого noi- упериода пооисходит разряд конденсатора 15 ключом 14. Затем через замкнутый ключ 13 на конденсатор 15 поступает напряжение/ пропорциональное испытательному. Конденсатор 15 заряжается до амплитудного значения этого напряжения, сохраняя его во второй половине полупериода, затем цикл повторяется.

При наступлении пробоя разрядника 4 испытательное напряжение из-за резкого увеличения нагрузки и ограниченной мощности регулятора кратковременно снижается до нуля. Напряжение на выходе дифференциатора 22 в момент пробоя меняет знак и выход компаратора 20 переходит в нулевое состояние, что приводит к размыканию ключа 13 и отключению конденсатора 15. Последний хранит напряжение, пропорциональное напряжению пробоя, которое измеряется вольтметром 16.

При достижении током пробоя значения срабатывания реле 3, на его выходе формируется сигнал логического нуля, поступающий через вентиль 23 на вход S триггера 7 и опрокидывающий его, регулятор 1 снимает с выхода напряжение, вентиль 12 перестает пропускать синхронизирующие импульсы и устройство переходит в исходное состояние. Кнопка Стоп 9 позволяет останавливать процесс измерений в любой момент времени. Поскольку ключ 13 размыкается непосредственно при спаде испыта- тельного напряжения до нуля, предотвращается дозаряд конденсатора 15 напряжением высокочастотных колебаний, возникающих з момент пробоя разрядника 4, что повышает точность измерений пробивного напряжения.

Формула изобретения Устройство для измерения пробивного напряжения вентильных разрядников, содержащее регулятор напряжения, масштабный преобразователь напряжения, токовое реле, первый двухполупериодный выпрямитель, конденсатор, вольтметр, первый RSгриггер, первый и второй ключи, кнопки Пуск и Стоп, в котором регулятор напряжения входными зажимами подключен к питающей сети, а к его выходным зажимам 5 присоединены входы масштабного преобразователя напряжения.и последовательно соединенные токовое рале и испытываемый разрядник, причем токовое реле включено со стороны заземленного выходного 10 зажима регулятора напряжения, выход масштабного преобразователя напряжения подключен к входу первого двухполупери- одного выпрямителя, инверсный выход первого RS-триггера присоединен к. 5 управляющему входу регулятора напряжения, кнопка Пуск соединена с R-входсм первого RS-триггера, конденсатор одним выводом соединен с первыми зажимами первого и второго ключей, а вторым выво0 дом с общей шиной, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности изменений за счет исключения влияния высокочастотной помехи, в устройство введены второй двухполупериодный выпрямитель,

5 первый и второй компараторы, источник опорного напряжения, первый и второй двухвходовые вентили И, первый, второй и третий одновибраторы, второй RS-триггер и дифференциатор, причем второй двухлолу0 периодный выпрямитель подключен входом к входным зажимам регулятора напряжения, а выходом к инверсному входу первого компаратора, прямой вход которого соединен с выходом источника опорного напря5 жения, а выход подключен к первому входу первого вентиля И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого RS- триггера, выход первого вентиля И подключен через первый одновибратор к S-входу

0 второго RS-триггера и через второй одно- вибратор к управляющему входу второго ключа, выход первого двухполупериодного выпрямителя соединен с входом дифференциатора и вторым зажимом первого ключа,

5 выход дифференциатора присоединен к инверсному входу второго компаратора, прямой вход которого соединен с общей шиной, а выход через третий одновибратор подключен к R-в/оду второго RS-трмггера, прямой

0 выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, вход вольтметра присоединен к первому зажиму второго ключа, второй зажим которого соединен с общей шиной, кнопка Стоп и выход токо5 вого реле соединены соответственно с первым и вторым входами второго двухвходового вентиля И, выход которого соединен с S-входом первого RS-триггера.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть ис5л Ьпотьзовано при испытаниях вентильных разрядников. Цель изобретения - повышена точности измерений. Устройство содержит регулятор 1 напряжения, масштабный преобразователь 2 напряжения, токовое реле 3, первые двухполупериодный выпрямитель 5 и RS-триггер 7, первый и второй ключи 13 и 14, конденсатор 15, вольтметр 16. Введение второго двухполупериодного выпрямителя 6, первого и второго компараторов 10 и 20, источника опорного напряжения 11, первого и второго двухвходовых вентилей И 12 и 23, первого, второго и третьего одновибраторов 17, 18 и 19, второго RS-триггера 21 и дифференциатора 22 позволяет исключить влияние высокочастотных помех, возникающих в момент пробоя разрядника 4, на результат измерения. 2 ил. сл с о VI сл со о со

Фаг. 2