Индуктивный делитель напряжения Советский патент 1980 года по МПК H01F21/12 G01R15/04 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к индуктивным делителям напряжения с совмещенными каскадами и может быть пспольаова- но при создании средств измерения высокой точности, например мостов переменного тока, расширения диапазона измерения и повышения точности существующей ап паратуры, а также при проведении метрологических работ - аттестации и провер ке различных электроизмерительных устройств.

Известны индуктивные делители напряжения, в которых обмотки каскадов намотаны каждая на отдельном тороидальном сердечнике

Недостатком их является ограниченная точность, вследствие.нагружения предыдущих каскадов токами намагничивания последующих.

Известен также индуктивный делитель напряжения с совмещенными каскадами, содержащий ферромагнитный тороидальный сердечник, обмотку старшего каскада, выполненную в вид последовательно соединенных секций с равным числом витков в каждой из них, и секционированную обмотку младшего каскада, общее число витков которой равно числу витков одной секцн обмотки старшего каскада, причем одна из секций обмотки старшего каскада зашуитирована обмоткой младшего каскада 2.

Такой делитель является наиболее .близким к предложенному по технической сущности.

Недостатком его является невысокая точность в работе.

Целью изобретения является noBbmieние точности в работе индуктивного делителя напряжения с совмещенными каскадами.

Это достигается тем, что в предложенном индуктивном делителе напряжения с совмещенными каскадами, содержащем ферромагнитный тороидальный сердечник, обмотк - старшего каскада, выполненную в виде последовательно соедикаждой из них, и сегщионированную обмо ку младшего каскада, шунтирующую одну из секций старшего каскада, установлены дополнительная секционированная обмот. ка и переключатели, .свободные секции, обмотки старшего каскада зашунтированы дополнительной секционированной обмот кой, число витков каждой секции которой равно числу витков шунтируемой секции обмотки старшего каскада; при этом дополнительная секционированная обмот. ка подключена параллельно обмотке стар шего каскада посредством переключателей. На чертеже показана принципиальная схема двухкаскадного индуктивного де лителя напряжения с совмещенными каскадами. Он содержит ферромагнитный, сердечник 1 тороидального типа, на котором намотана секционированная обмотка 2 старшего каскада с общим числом витко VVj Обмотка 2 разделена на П оаина- ковых по числу витков секций, которые соединены между, собой последовательно, а число витков А/, должно быть кратно , где к - количество каскадов, совмещенных, на данном сердечнике, В частности, при десятичной системе П -10 и при к - 2 число витков А/ должно быть кратным 1ОО. Обмотка 3 младшего каскада содержит число витков , разделена на П одинаковых по числу витков секций, которые соединены между собой последовательно, и под.клю- чена параллельно одной из секций обмот ки старшего каскада в зависимости от необходимого коэффициента последнего. Выходная клемма (не обозначена) делит ля в соответствии с зада1П1ым коэффициентом передачи младшего каскада подключена к одной из точек соединения об мотки 3. Свободные секции старшего каскада , зашунтированы одинаковыми секциями до полнительной секционированной обмотки 4, числа витков в которых равны числу витков в шунтируемых секциях обмотки 2, а активное сопротивление каждой из шунтирующих дополнительных обмоток 4 равно активному сопротивлению обмотки 3. Это равенство приближенно обеспечивается выбором сечения проводов обмоток 3 и 4, а точнее - подстроечными резисторами 5 в цепях обмоток 4. Входное напряжение Ug, , приложенное к обмотке 2 и подключенным парал- зывает появление в них намагничивающего тока, магнитный поток которого про ходит по сердечнику 1 и создает во всех обмотках ЭДС индукции, уравновешиваю щие приложенное напряжение. Часть вход ного напряжения- уравновешивается падением напряжения на остаточных парамет pax обмоток активном сопротивлении и индуктивности рассеяния, причем влияние последней ощутимо лишь на частотах в несколько десятков килогерц и выше. Распределение напряжения - на секциях обмоток 2, 3 и на обмотках 4 зависит от числа витков в них и фактических значений остаточных параметров Но минальное значение выходного напряжения Ug,(j|).зависит от количества секций обмоток 2 и 3, В1шюченньгх между общим проводом и выходной клеммой делителя. Отклонения напряжений на секциях обмотки 2 от номинального значения определяется при равенстве витков разбросом значений остаточных параметров, а в области низких частот - главным образом неодинаковостью активной составляющей сопротивления секций обмотки 2 и обмоток 3 и 4. Поскольку старший каскад делителя фактически состоит из двух параллельно соединенных обмоток, за счет стат.истическоро усреднения разброс падений напряжения на секциях старшего каскада получается меньше, чем в том случае, когда каскад состоит только из одной обмотки, и точность деления повышается примерно в Г 2 раза. Обмотка 3 младшего каскада, замещающая одну из обмоток 4, также не нарушает правильности распределения напряжения в старшем каскаде, так как по условию ее сопротивление равно сопротивлению одной обмотки 4, а полное число витков - числу витков в одной обмотке 4. По сравнению с делителями каждый каскад которых намотан на свой сердечник, предложенный делитель характеризуется повышенной точностью как за счет исключения токов намагничивания сердечника младшего каскада, так и за счет подключения параллельно всем секциям обмотки старшего каскада одинаковых по числу витков и активному сопротивлению обмоток, что уменьшает разб- рос остаточных параметров между отво- дами секций обмотки старшего каскада, Это позволяет строить многокаскадные индуктивные делителя (шпряжения повышенной точности при сокращении рас