Индуктивный делитель напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M5/06 

(54) ИНДУКТИВНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, в качестве точного широкополосного делителя напряжения.

Известен индуктивный делитель напряжения (ИДН), содержащий делительную обмотку, размещенную на ферромагнитном сердечнике тороидальной формы. Делительная обмотка выполнена при этом из одиннадцати элементарных обмоток, каждая из которых представляет собой делитель на два (бинарный делитель) и выполнена из двух, изолированных, равномерно скрученных в жгут проводников, образующих согласно и последовательно соединенные секции.

Достоинством известного ИДН, делительная обмотка которого выполнена из нескольких сдвинутых друг относительно друга на одну секцию бинарных делителей, является высокая точность коэффициента деления в широкой полосе рабочих частот 1.

Однако на нижнем и среднем поддиапазоне рабочих частот такой делитель имеет максимальную частотную погрешность при подключении последующей декады к его двум нижним отводам, вследствие этого

2

в многодекадном ИДН резко снижается точность коэффициента деления.

Наиболее близким к предлагаемому является индуктивный делитель напряжения, каждая декада которого выполнена в виде 5 основной делительной обмотки с отводами, соединенными через замыкающие контакты основных коммутирующих элементов ко входу последующей декады, и дополнительной обмотки с отводами. Это устройство Q обеспечивает высокую точность коэффициента деления при больших значениях его только на нижнем поддиапазоне рабочих частот 2.

Недостатком известного устройства является резкое снижение точности коэффициента деления на средних и верхних частотах.

Целью изобретения является повышение точности в широком диапазоне частот при больших коэффициентах деления.

Поставленная цель достигается тем, что

20 в ИДН, каждая декада которого выполнена в виде основной делительной обмотки с отводами, соединенными через замыкающие контакты основных коммутирующих элементов ко входу последующей декады, и дополнительной обмотки с отводами, верхние выводы основной и дополнительной делительных обмоток соединены между собой, а нижний отвод дополнительной обмотки через замыкающий контакт дополнительного коммутирующего элемента соединен с верхним отводом последующей декады. При этом секции основной обмотки выполнены из двух проводов трехпроводных жгутов, из третьего провода которого выполнены секции дополнительной обмотки, соединенные согласно и последовательно. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - эквивалентная схема ИДН. ИДИ (фиг. 1) содержит предыдущую 1 и последующую 2 декады каждая из которых имеет основную делительную обмотку 3 с отводами 4-13, переключаемыми замыкающими контактами 14, 15 основных коммутирующих элементов и дополнительную обмотку 16 с отводами 4-13, причем отвод 4 дополнительной обмотки 16 переключается замыкающим контактом 17 дополнительного коммутирующего элемента. Входное напряжение UBX подается на основную делительную обмотку 3 декады 1. Выходное напряжение, снимаемое с декады 2, т. е. с отводов 4-13 обмотки 3, определяется положениями замыкающих контактов 14 и 15 основных коммутирующих элементов (фиг. 1). Рассмотрим работу устройства при больщих коэффициентах деления (Кд Ю), например Кд 20. В этом случае вторая декада подключается при помощи замыкающих контактов 14 и 15 к нижним (4 и 5) отводам декады 1 и выходное напряжение снимается с отводов 10 и 11 декады 2. Так как вторая декада имеет конечное значение входного сопротивления, то ее подключение к выходу декады 1 (отводам 5 и 4) приводит к частотной погрещности коэффициента деления. При подключении последующ,ей декады к нижним отводам (4 и 5) предыдущей декады частотная погрещность коэффициента деления максимальна по сравнению с другими положениями последующей декады относительно предыдущей вследствие значительного влияния напряжения «прямого прохождения. С целью уменьщения этой погрещности в предлагаемом устройстве на вторую декаду подается дополнительное синфазное напряжение. Источником этого напряжения служит дополнительная обмотка 16 декады 1, которая с помощью замыкающего контакта 17 подключается к верхнему отводу последующей декады 2. Равенство и синфазность дополнительного напряжения Uj и Uj обеспечивается тем, что основная и дополнительная обмотка выполняются из проводников, расположенных в одном жгуте на общем ферромагнитном сердечнике. В отличии от прототипа равенство и синфазность напряжений DI и Uj обеспечивается в щироком диапазоне частот, так как связь между основной и дополнительной обмотками не только индуктивная, но и кондуктивпая (верхние отводы основной и дополнительной обмоток соединены между собой). Кроме того, дополнительное напряжение Uj образуется непосредственно из входного напряжения UBX P помощи дополнительной обмотки, что позволяет не нагружать при больщих коэффициентах деления предыдущую декаду источником дополнительного напряжения. Рассмотрим работу устройства при малых значениях коэффициента деления (Кд 10), например Кд 3. Последующая декада 2 подключается к отводам 7 и 8 предыдущей декады 1. В этом случае влияние последующей декады 2 на декаду 1 значительно уменьщается, так как падение напряжения на соединительных и коммутационных элементах значительно меньще напряжений на 7 и 8 отводах предыдущей декады. Вследствии этого нет необходимости подавать дополнительное напряжение на вторую; декаду, поэтому замыкающий контакт 17 не срабатывает и нижний отвод 4 дополнительной обмотки 16 декады 1 отключается от верхнего отвода 13 основной делительной обметки 3 декады 2. Следует отметить, что отключение дополнительной обмотки, в отличие от устройства по прототипу, позволяет уменьщить влияние паразитных параметров дополнительной обмотки на точность коэффициента деления ИДН. На верхнем поддиапазоне рабочих частот частотная погрешность коэффициента деления, в основном, определяется паразитными параметрами основной делительной обмотки: -неодинаковость индуктивностей рассеивания секций и емкостей, щунтирующих секции делительной обмотки. Основную делительную обмотку можно выполнить, например, «лестничным способом т. е. сдвинутыми друг относительно друга на одну секцию бинарных делителей 1,. обеспечивающим высокую точность в щирокой полосе частот при малых коэффициентах деления. В этом случае дополнительная обмотка выполняется из третьего провода трехпроводных жгутов лестничной намотки. Таким образом, использование дополнительной обмотки, верхний отвод которой соединен с верхним отводом основной делительной обмотки, а нижний отвод при помощи замыкающего контакта дополнительного коммутирующего элемента при больщих коэффициентах деления соединяется с верхним отводом последующей декады, позволяет повысить точность коэффициента деления при больщих коэффициентах деления в широкой полосе рабочих частот (особенно на средних и верхних частотах).