Устройство для измерения высоких напряжений

1 ИЦцд,юл. В 23научно-исслт метрологи дова- еской СССР 977. ВЫСО о для ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Авторское свидетельствНф 661355, кл, С 01 К 15/02,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ,ЯО 1404959 Ф(.ЕТЕНИЯВУ измерения постоянного напряжения, а также амплитудных значений пульсирующего, импульсного и переменного напряжений в высоковольтных электрических цепях. Устройство для измерения высоких напряженнй содержит выпрями- тельный диод 1, стабилитроны 2, стабилизатор 4 тока, ограничитель 5 напряжения, измерительный блок 6, входные клеммы 7, 8, переключатели 3 пределов измерений, выполненные в виде туннельного диода и двух полевых транзисторов. Устройство обладает по- Х вышенной производительностью измерений и расширенным динамическим диапазоном. 2 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения постоянного напряжения, а также амплитудных значений пульси 2 5 рующего, импульсного и переменного напряжений в высоковольтных электрических цепях,и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. У 661355.Цель изобретения " повышение производительности измерений и расширение динамического диапазона.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - вид измеренного напряжения.Устройство содержит выпрямительный диод 1, последовательно соединенные стабилитроны 2, переключатели 3 пределов измерений, первый вывод которого соединен с катодом, а второй вывод с анодом соответствующего стабилитрона 2, анод последнего стабилитрона 2 соединен с входами стабилизатора 4 тока, ограничителя 5 напряжения и измерительного блока 6 (например, осциллограф), первая входная клемма 7 устройства соединена с анодом выпрямительного диода 1, катод которого соединен с катодом первого стабилитрона 2, вторые выводы30 стабилизатора 4 тока, ограничителя 5 напряжения и измерительного блока 6 соединены вместе и с второй входной клеммой 8.Каждый переключатель 3 пределов 35 измерений содержит два полевых транзистора 9 и 10 и туннельный диод 11, при этом сток полевого транзистора 10 соединен с первым выводом переключателя 3 пределов измерений, 40 второй вывод которого соединен с затвором полевого транзистора 9 и катодом туннельного диода 11, анод которого соединен с затвором полевого транзистора 10 и истоком полевого транзистора 9, сток которого соединен с истоком полевого транзистора 10.Устройство работает следующим образом.Контролируемое напряжение подво дится к клеммам 7 и 8. В исходном состоянии полевые транзисторы 9 и 10 и туннельные диоды 11 находятся в открытом состоянии. Рабочая точка туннельных диодов 11 зафиксирована 55 стабилизатором 4 тока на первой ветви его вольт-амперной характеристики. Рабочие точки полевых транзисторов1где М- число переключившихся ступеней устройства (числоимпульсов в выходном сигнале устройства);- амплитуда последнего (неполного) импульса на выходе устройства (фиг.2),9 и 10 так же зафиксированы и суммарное падение напряжения на переключателях 3 пределов измерения имеетопределенную величину при заданномтоке стабилизации. Когда измеряемоенапряжение превышает порог срабатывания ограничителя 5 напряжения,происходит шунтирование стабилизато-,ра тока, что приводит к увеличениютока в цепи выше пикового значенияпереключения одного из туннельныхдиодов 11 и, соответственно, увеличению падения напряжения на нем,равному напряжению раствора туннельного диода 11. Это приводит почти кполному запиранию соответствующихполевых транзисторов 9 и 10 и перераспределению тока стабилизации устройства между стабилитроном 2 и цепью, состоящей из полевых транзисторов 9 и 10 и туннельного диода 11,Таким образом, происходит подключение стабилитрона и на нем появляетсясоответствующее падение напряжения.При уменьшении тока в цепи ниже тока .отпускания туннельного диода 11 схема возвращается в исходное состояние,Величина пикового тока, тока Ьтпускания и напряжения раствора зависят от типа применяемых туннельныхдиодов, причем величина пиковоготока туннельных диодов 11 должнабыть больше тока стабилизации стабилитронов 2, а значения пикового токав каждом из электронных переключателей должны быть отличны друг от друга, чтобы исключить одновременноевключение нескольких из них,В результате переключения пределов измерений сигнал на выходе устройства при измерении возрастающегонапряжения имеет вид серии импульсов(фиг.2), причем амплитуда последнегоимпульса равна изменению падения напряжения на стабилизаторе тока послепоследней переключившейся ступени,Тогда измеряемое напряжение Б может быть определено по формуле1 МП и,м = .о + 7: П ст., +П-го стабилитрона 2;Б - суммарнОе падение напряжения на включенных переключателях 3 пределов измерения. измерений выполнены в виде туннельного диода и двух полевых транзисторов, исток первого полевого транзистора соединен со стоком второго полевого транзистора, затвор первогополевого транзистора соединен с истоком второго полевого транзистора.и анодом туннельного диода, катодкоторого соединен с затвором второго полевого транзистора и являетсявторым выводом соответствующегопереключателя пределов измерений,первым выводом которогб является стокпервого полевого транзистора. Формула изобретенияУстройство для измерения высоких напряжений по авт.св. Ф 661355, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерений и расширения динамического диапазона, переключатели пределов Составитель В. СмирновТехред М,Ходанич Корректор С.Черни Редактор Н. Бобкова Заказ 3099/49 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5