Устройство для измерения высоких напряжений Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 

Изобретение предназначено для измерения постоянного напряжения, а также амплитудных значений пульсирующего, импульсного и переменного напряжений в высоковольтных электрических цепях.

Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности устройства, упрощение настройки.

На чертеже представлено устройство для измерения высоких напряжений.

Устройство для измерения высоких напряжений содержит диод 1, анод которого соединен с входным зажимом 2, а катод

через последовательно соединенные блоки 3-1,...3-l,...3-N компенсации соединен с объединенными входами стабилизатора 4 тока, ограничителя 5 напряжения и измерительного блока 6, другие выводы которых объединены и соединены с входным зажимом 7. Каждый блок З-i компенсации содержит резистор 8, первый вывод которого соединен с катодом стабилитрона 9 и с первым выводом блока З-i компенсации, второй вывод которого соединен с катодами туннельного диода 10 и стабистора 11, анод которого соединен с вторым выводом резиОн

00

ю

VI

Јь

стора 8 и базой биполярного п-р-п-транзи- стора 12, коллектор которого является первым дополнительным выводом блока 3-I компенсации, эмиттер биполярного п-р-п транзистора 12 соединен с анодами стабилитрона 9 и туннельного диода 10 и является вторым дополнительным выводом блока 3-I компенсации, причем первый дополнительный вывод блока 3-1 компенсации соединен с первым выводом блока 3-1 компенсации и катодом диода 1, второй дополнительный вывод блока 3-1 соединен с первым дополнительным выводом блока 3- (I + 1} компенсации (i 1,2...N).

Устройство для измерения высоких напряжений работает следующим образом.

При подаче измеряемого напряжения в первый момент времени пробиваются ста- бисторы 11 и падения напряжения на них превышают падение напряжения на участке база-эмиттер транзистора 12 и туннельный диод 10, поэтому транзисторы 12 всех блоков компенсации оказываются открытыми и шунтируют соответствующие стабилитроны 9. Ток через блоки компенсации стабилизируется стабилизатором 4 тока, а на всех блоках компенсации выделяется начальное падение напряжения.

При дальнейшем повышении измеряемого напряжения происходит срабатывание ограничителя 5 напряжения, который шунтирует стабилизатор 4 тока, а это приводит к резкому возрастанию тока через все блоки компенсации, переключению туннельного диода 10 последнего блока 3-N компенсации и включению напряжения UK компенсации.

Для нормальной работы устройства пиковый ток туннельных диодов 10 должен превышать ток стабилизации стабилизатора 4 тока, а величина резистора 8 выбирается такой, чтобы в режиме компенсации ток через него не превышал половину тока стабилизации.

При дальнейшем повышении измеряемого напряжения аналогично срабатывает следующий блок 3-(N-1) компенсации и т.д. Выключение блоков компенсации происходит в обратном порядке.

Конечный результат определяется по формуле

Uu Uo + UK К+ AU,

где К - число сработавших блоков 3-N компенсации;

Ли- нес омпенсированная часть напряжения, зарегистрированная измери- тельным блоком 6.

Формула изобретения

Устройство для измерения высоких напряжений, содержащее диод, анод которого соединен с первым входом устройства, а катод через N последовательно соединенных блоков компенсации соединен с первыми объединенными выводами стабилизатора тока, ограничителя напряжения и измерительного блока, вторые выводы которых объединены и соединены с вторым входом устройства, причем каждый блок компенсации содержит стабилитрон и туннельный диод, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, надежности и упрощения настройки устройства, в каждый блок компенсации дополнительно введены биполярный n-p-n-транзистор, стабистор и

резистор, причем первый вывод резистора и катод стабилитрона объединены и являются первым выводом каждого блока компенсации, второй вывод резистора соединен с анодом стабистора и базой биполярного

n-p-n-транзистора, эмиттер которого соединен с анодами стабилитрона и туннельного диода, катоды стабистора и туннельного диода объединены и являются вторым выводом каждого блока компенсации, коллектор биполярного n-p-n-транзистора является первым дополнительным выводом каждого блока компенсации, а его вторым дополнительным выводом является анод стабилитрона, при этом первый дополнительный вывод первого

блока компенсации соединен с его первым выводом, второй дополнительный вывод каждого предыдущего блока компенсации соединен с первым дополнительным выводом каждого последующего блока компенсации.

Изобретение относится к устройствам для измерения постоянного напряжения, а также амплитудных значений пульсирующего, импульсного и переменного напряжений в высоковольтных электрических цепях. Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности устройства, упрощение настройки. Для этого в каждый блок З-i компенсации введены резистор 8, биполярный п-р-п-транзистор 12 и стабистор 11. На входные зажимы 2 и 7 подается измеряемое напряжение, которое через диод 1 подается на N последовательно соединенных блоков компенсации, пробой стабистора 11 и падение напряжения на нем превысит потенциал база-эмиттер транзистора 12 и туннельного диода 10, в результате транзистор 12 откроется и за- шунтирует стабилитрон 9. При превышении измеряемого напряжения ограничитель 5 напряжения шунтирует стабилизатор 4 тока, ток через блоки компенсации возрастает и приведет к срабатыванию блока 3-N (закрыванию транзистора 12). Дальнейшее повышение измеряемого напряжения приведет к дальнейшему последовательному срабатыванию блоков компенсации. Результат измерения складывается из числа сработавших блоков компенсации и остаточного напряжения, фиксируемого измерительным блоком 6(1 1.2...N). 1 ил. (Л С

I V 702I