Устройство для измерения высоких напряжений

ОБРЕТЕН 2 ельский мерение высок й. Л.: Энергоа детельство ССС В 15/02, 21.12 их импул томиздэ ь ь Я ВЬ относитсяпредназго напряФ Фф ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРСОКИХ НДПРЯжЕНИй(57) Использование: изобретениек электроизмерительной техникеначено для измерения постоянн жения, а также амплитудных значений пульсирующего, импульсного и переменного напряжений в высоковольтных цепях. Сущность изобретения: устройство для измерения высоких напряжений содержит последовательно соединенные выпрямитель 1, М переключателей пределов измерения 2, стабилизатор 3 тока, параллельно которому подключены ограничитель 4 напряжения и измерительный блок 5, й ступеней стабилизации, подключенных параллельно соответствующим переключателям пределов измерения, каждая из которых содержит транзистор 6, прецизионный стабилитрон 7, управляющий резистор 8, блокирующий резистор 9, токоограничивающий резистор 10, входные клеммы 11 и 12, 1 ил.езистора 8, блокирую,ий резистор 9, перый вывод которого соединен с эмиттером ранзистора 6, а второй подключен ко втоому выводу управляющего резистора 8, и окоограничивающий резистор 10, первый ывод которого соединен с .коллектором ранзистора 6. При этом эмиттер транзистоа 6 первой ступени соединен со вторым ыводом управляющего резистора 8 и со ходом стабилизатора тока 3, а анод цепочи прецизионных стабилитронов 7 и второй ывод токоограничивающего резистора 10 оединены соответственно со вторым вывоом управляющего резистора 8 и с эмиттеом транзистора 6 второй ступени, которая, свою очередь, теми же выводами соединеа с последующей ступенью стабилизации, в последней ступени анод цепочки стабиитронов 7 соединен со вторым выводом окоограничивающего резистора 10 и с каодом выпрямителя 1.На схеме также показаны входные леммы 11, 12 устройства.Предложенное устройство работает ледующим образом. Контролируемое нарякение подводят к входным клеммам 11, 12 устройства. Количество используемых тупеней (1 И) стабилизации зависит от веичины измеряемого напряжения и устанавивается с помощью контактов переключателей 2 пределов измерения таким образом, чтобы значение контролируемого напряжения было бы несколько больше суммарного падения напряжения на задействованных ступенях (1 Й) при номинальном токе, определяемом стабилизатором тока 3. Значение этого тока при измерении постоянных напряжений выбирают таким образом, чтобы оно находилось в пределах термокомпенсированной точки для данного типа прецизионных стабилитронов, а управляющими резисторами 8 выставляют предпороговое состояние транзисторов 6, т.е., когда они еще полностью закрыты. При измерении изменяющихся во времени напряжений значение этого тока мокет быть увеличено по мере нарастания паразитных токов, например, по проходным емкостям конструктивных элементов устройства, с тем чтобы его значение было всегда больше паразитных токов, т.к. этим исключается влияние импульсной помехи на полезный сигнал на выходе устройства. Падение напряжения на ступенях (1.,М) при этом остается практически неизменным, поскольку увеличение падения напряжения на управляющих резисторах 8 приводит к приоткрыванию трагзисторов 6 и перепусканию избыточного тока, а заодно и паразитных токов, через коллекИзобретение относится к элоктроизме- р рительной технике и предназначено для из- в мерения постоянного напряжения, а также т амплитудных значений пульсирующего, им- р пульсного и переменного напряжений в вы т соковольтных цепях.Цель изобретения - повышение точно- т сти измерений изменяющихся во времени р высоких напряжений, а также расширение в области использования, 10 вЭто достигается тем, что в устройство к для измерения высоких напряжений, содер- в жащее последовательно включенные вы- с прямитель, переключатели пределов д измерения и стабилизатор тока, параллель р но которому подключен ограничитель на- в пряжения и измерительный блок, введены н ступени стабилизации, подключенные па- а раллельно переключателям пределов изме- л рения, каждая из которых содержит 20 т транзистор, база которого соединена с ка- т тодом цепочки прецизионных стабилитронов и с первым выводом управляющего к резистора, блокирующий резистор, первый вывод которого соединен с эмиттером тран с зистора, а второй подключен ко второму вы- и воду управляющего резистора, и токоограничивающий резистор, первый вы- с вод которого соединен с коллектором трэн- л зистора, При этом эмиттер транзистора 30 л первой ступени соединен со вторым выводом управляющего резистора и со входом стабилизатора тока, а анод цепочки прецизионных стабилитронов и второй вывод токоограничивающего резистора соединены 35 соответственно со вторым выводом управляющего резистора и с эмиттером транзистора второй ступени, которая, в свою очередь, теми же выводами соединена с последующей ступенью стабилизации, а в по следней ступени анод цепочки стабилитронов соединен со вторым выводом токоограничивающего резистора и с катодом выпрямителя.Ва чертеже представлена функциойаль ная схема предлагаемого устройства для измерения высоких напряжений,Устройство для измерения высоких на пряжений фиг, 1) содержит последовательно включенные выпрямитель 1, 50 переключатели 2 пределов измерения и стабилизатор тока 3, параллельно которому подключены ограничитель напряжения 4 и измерительный блок 5, введены ступени (1, . М) стабилизации, подключенные парал дельно переключателям 2 пределов измерения, каждая из которых содержит транзистор 6, база которого соединена с катодом цепочки прецизионных стабилитронов 7 и с первым выводом управляющего1812509 транзистора следующей ступени стабилиэа 30 .ции, а в й-й ступени стабилизации через токоограничивающий резистор - с катодом прецизионного стабилитрона, эмиттер транзистора первой ступени стабилизации соединен с вторым выводом управляющего резистора, а эмиттер транзисторов всех ступеней стабилизации, начиная с второй, сое 35 динен с вторым выводом управляющегорезистора через блокировочный резистор. Составитель В. КиселевТехред М,Моргентал Корректор О, Кравцова Редактор Заказ 1574 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 торные переходы этих транзисторов, которые, в свою очередь, определяют нагруэочную способность устройства, Блокирующие резисторы 9 снижают чувствительность транзисторов б на фронте измеряемого сигнала, что исключает усиление импульсной помехи на выходе устройства. Раэблокировка наступает автоматически при выходе ступеней (3,Й) стабилизации на рабочий режим измерения, т,е, когда транзистор б ступени 1 своим коллекторным переходом эашунтирует блокирующий резистор 9 ступени 11 и т,д, до ступени й. Токоограничивающий резистор 10 предохраняет транзисторы 6 от токовых перегрузок. возможных в процессе измерения.Искомое значение напряжения для всех видов измерений определяют по формуле:Чи = (Уст 1+ Чст 2++ гостй)+ Чр, где Чст - Чстн - падение напряжения соответственно на ступенях,.Й) стабилизации;Чр - разностный сигнал, зафиксированный измерительным блоком 5,Таким образом, введение в устройство для измерения высоких напряжений ступеней стабилизации позволяет в значительной степени повысить точность измерений напряжений в высоковольтных цепях, поскольку падение напряжения на ступенях в диапазоне регулирования практически не зависит от наличия паразитных токов и токов утечек по конструктивным элементам устройства.Формул а и зоб рете ни я Устройство для измерения высоких напряжений, сод ржащее последовательно соединенные выпрямитель, анод которого соединен с первой входной клеммой уст 5 10 15 20 25 ройства, И переключателей пределов измерения и стабилизатор тока, параллельна которому подключены ограничитель напряжения и измерительный блок, вторые выводы которых соединены с второй входной клеммой устройства, й ступеней стабилизации, каждая из которых включает в себя прецизионный стабилитрон, причем катод стабилитрона соединен с первым выводом соответствующего переключателя пределов измерения, отл ич а ю щеес я тем,что, с целью повышения точности измерения и расширения области использования устройства путем обеспечения воэможности измерения изменяющихся во времени напряжений, в каждую из ступеней стабилизации введены транзистор, управляющий резистор и токоограничивающий резистор, а в ступени стабилизации, начиная с второй, введен также блокировочный резистор, причем анод прецизионного стабилитрона соединен с базой транзистора и первым выводом управляющего резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом соответствующего переключателя пределов измерения, коллектор транзистора всех ступеней, кроме Й-й. соединен через токоограничивающий резистор с эмиттером