Индуктивный делитель напряжения

Индуктивный делитель напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()807393

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.05.79 (21) 2772621/24-07 (5t)M. Кл.

Н 01 F 21/12

Н 01 F 29/02 с присоединением заявки М

Гаеудлрстваиный каиитат

СССР (23)Приоритет ва валли лэабретений и втхрытнй

Опубликовано 23.02.81. Бюллетень Ла 7

Дата опубликования описания 23.02,81 (5Ç) УДК б21,314. .214.323 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. С. Ройтман, Н. П. Калиниченко, В. Л. Ким и А. С.

Научно-исследовательский институт электронной интроск при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена 1

Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (7I) Заявитель (54) ИНДУКТИВНЫЙ ДЕЛИТЕЛЪ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к области создания автоматизированных масштабных устройств переменного напряжения — широкополосных кодоуправляемых индуктивных делителей напряжения, и может быль использовано в автоматизированных контрольно-измерительных системах, при автоматизации научных исследований, в том числе и поверочных работ.

Известны кодоуправляемые индуктивные делители напряжения, в которых переключение отводов делительных обмоток производится автоматически с помощью контактов электрических реле (1).

Укаэанные делители имеют высокую точность коэффициента деления, но только в области средних частот (1 кГц), так как в них не предприняты эффективные меры по улучшению метрологических параметров в области верхних частот.

Известен также широкополосный индуктивный делитель напряжения, в котором декады размещены в отдельных экранах и установлен дополнительный делитель, аналогичный основному, синхронно с ним переключающийся и имеющий такое же количество декад. Этот делитель подключен ко входу половинной обмотки первой декады, между выходными зажимами обоих делителей включен конденсатор, а выходные зажимы всех декад основного делителя, имеющего низший потенциал, через конденсаторы соединены с соответствующими зажимами делителя (2J.

Недостатками устройства являются значительное усложнение конструкции за счет использования дополнительного индуктивного делителя напряжения, аналогичного основному, и выполняющего только защитные функции, а также за счет дополнительных конденсаторов и экранов; резкое снижение входного сопротивления дополнительного делителя за счет его автотрансформаторного включения (n = 2). При выполнении таких кодоуправляемых индуктивных делителей напряжения не решена проблема нейтрализации паразитных параметров коммутационных элементов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является индуктивный

807393

4О

50

55 делитель напряжения, в котором отводы дели"тельных обмоток коммутируются с помощью контактов электрических реле. В данном устройстве уменьшено общее число замыкающих контактов электрических реле, необходимых для переключения отводов делительных обмоток, по сравнению с известными кодоуправляемыми индуктивными делителями, но не решена проблема нейтрализации паразитных параметров коммутационных элементов, что снижает точность коэффициента деления кодоуправляемых индуктивных делителей напряже. ния в области высоких частот (3j.

Цель изобретения — повышение точности коэффициента деления в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена дополнительная высокочас тотная делительная обмотка, вход которой подсоединен к общей точке выводов экранов электрических, реле, замыкающие контакты которых соединены с отводами делительных обмоток, и дополнительный низкочастотный индуктивный делитель напряжения, соединенный с помощью замыкающего контакта одного электрического реле со входом делительных обмоток, а с помощью замыкающего контакта другого электрического реле — со средним отводом дополнительной высокочастотной делительной обмотки, вход которой подсоединен к общей точке выводов экранов электрических реле, замыкающие контакты которых соединены с отводами делительных обмоток.

На фиг. 1 приведена структурная схема трехдекадного индуктивного делителя напряжения; на фиг. 2а — паразитные параметры коммута- 35 цнонных элементов; на фиг. 2б — схема нейтрализации паразитных емкостей коммутационных элементов.

Индуктивный делитель напряжения состоит из двух синхронно переключаемых трехдекадных индуктивных делителей напряжения — основного высокочастотного (делительные обмотки с отводами 1, 2, 3) и дополнительного низкочастотного кодоуправляемого индуктивного делителя напряжения 4, S, 6. Входы и выходы основного высокочастотного и дополнительного низкочастотного кодоунравляемых индуктивных делителей напряжения (ИДН) подключены к общему входу и выходу делителя через переключающие контакты 7 и 8 соответственно. Через двухпозиционные электрические реле 9 и 10 каждая последующая делительная обмотка (например обмотка 2) соединена параллельнО и согласно с предьтдущей (обмоткой 1) .. Дополнительный низкочастотный индуктивный делитель напряжения подключен с помощью замыкающего контакта 11 электрического реле ко входу основно4

ro высокочастотного делителя напряжения. С помощью замыкающего контакта 12 другого электрического реле выход дополнительного низкочастотного делителя соединен со средним отводом 13 дополнительной высокочастотной. делительной обмотки 14. Электрические реле 7 и 8, 11 и 12 связаны с блоком

15 управления, а электрическое реле 17 — 18— со схемой 16 управления, вход, дополнительной высокочастотной делительной обмотки 14 подсоединен к общей точке выводов экранов

19 (корпусов, изолированных от земляной или общей точки входа делителя) электрических реле 17. и 18. Замыкающие контакты электрических реле 17 подключены к отводам делительных обмоток 1, 2 и 3 основного высокочастотного делителя. Замыкающие контакты электрических реле подключены к отводам делительных обмоток низкочастотного делителя 4,.5,6.

Устройство работает следующим образом.

Частотозависимая схема 15 выполнена таким образом, что в диапазоне частот 20 Гц—

10 кГц функционирует низкочастотный делитель 4, 5, 6, а в диапазоне частот 10 кГц и выше — высокочастотный делитель 1, 2, 3.

На верхнем поддиапазоне рабочих частот (10 кГц и выше) ко входу высокочастотного делителя 1 подключается вход дополни-. тельного низкочастотного делителя 4 с помощью замыкающего контакта 11, и, одновременно, выходное напряжение низкочастотного делителя с помощью втОрого замыкающего контакта 12 подается на средний отвод 13 дополнительной высокочастотной делительной обмотки

14. 3а счет такого включения при синхронном переключении низкочастотного и высокочастотного делителей напряжение на входе дополнительной высокочастотной обмотки 14 в два раза больше выходного напряжения высокочастотного делителя. Это удвоенное напряжение подключено к отводам экранов (корпусов) всех электрических реле.

Построение широкополосных ИДН из двух отдельных делителей (низкочастотного и высокочастотного), каждый из которых работает в определенном диапазоне частот, позволяет реализовать высокочастотные делительные обмотки 1, 2, 3 с незначительной частотной погрешностью.

Однако при построении кодоуцравляемых делителей весьма значительный вклад в общую частотную погрешность вносят паразитные параметры коммутационных .элементов 17 и 18.

Поэтому необходимо предпринять меры по уменьшению влияния паряэитных параметров коммутационных элементов и в особенности их паразитных емкостей Сл„(емкость между контактом и обмоткой электрического ре807393

5 ле), Сп (емкость между контактом и экраном реле), носящих распределенный характер.

На фиг. 2а эти емкости. показаны сосредоточенными.

Паразитные емкости воздействующие на отводы делительных обмоток 1, 2, 3, приводят к увеличению частотной погрешности.

Влияние емкости можно устранить, если ис-. пользовать источник ЭДС, величина которого равна 2Q < и который находится в фазе с 0,.

Подключение источника 20„к экрану электрического реле эквивалентно подаче,напряжения 20) на паразитную емкость С 1, практически равную Сп .

Таким образом, обеспечивается нейтрализация паразитной емкости С„1, так как ток в

4 цепи О, О2 (фиг. 2а) равен нулю. Суммарная паразитная емкость С „, подключенная к любому отводу первой декады 1 за счет общих шин, оказывается равной С»„= 5 — 6Сп„.

Аналогично для второй декады 2 C2 = 5 — ба

2 а для третьей декады 3 С = 11 Сп„. Воздействие паразитных емкостей С, С>, С ; на л 2 3 отводы первой декады 1 показано на фиг. 2б.

Нейтрализацию С, С, С можно осущест.

4 2 . вить, подключив источник 20 ко всем экранам электрических реле 17 и 18, т.е. к паразитным ! I емкостям С = 5 — 6 Сп, С = 5 — 6 Сп2, Ст — 11 Сп2.

Так как Сп„Ф Сп,, то С - = 5 — 6 Сп>, I

I 1

С = 5 — 6 Спт, С = 11 Сп, точки Ь1, Ьз,Ьд, b 4 (фиг. 2а) эквипотенциальны, т.е. Y<= О.

2 ЕЭ

Источник удвоенного напряжения в диапазоне частот 10 кГц — 200 кГц и выше можно получить, используя низкочастотный ИДН, если подключить его вход ко входу высокочастотного делителя с помощью замыкающего контакта, а на выход низкочастотного ИДН с помощью второго замыкающего контакта — повышающий высокочастотный трансформатор с коэффициентом трансформации n = 2. Собственная входная емкость Свх этого дополнительного выпь сокочастотного автотрансформатора значительно меньше входной емкости низкочастотного делителя. К тому же Свх пересчитывается ко вхоам ду делителя и влияние ее на характер входного сопротивления весьма незначительно.

Использование предлагаемого изобретения позволяет решить проблему нейтрализации паразитных емкостей коммутационных элементов широкополосных кодоуправляемых ИДН, расширить рабочий диапазон частот за счет увеличения входного сопротивления дополнительного низкочастотного делителя и упростить процесс настройки (коррекции частотной погрешности) широкополосных кодоуправляемых

ИДН.

Формула изобретения

Индуктивный делитель напряжения, содержащий устройство управления, делительные обмотки с отводами, двухпозиционные электрические реле, в каждом из которых два неподвижных контакта соединены между собой перекрестно, каждый из отводов делительных обмоток соединен с одним контактом отдель20 ного реле, причем контакты четных и нечетных отводов каждой предыдущей делительной обмотки объединены в общие цепи соответственно и соединены с неподвижными контактами двухпозиционного реле, подвижные контакты

2S которого подключены ко входу последующей .делительной обмотки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности коэффициента деления в широком диапазоне частот, в него введены. дополнительная высокочастотная делительная обмотка, вход которой подсоединен к общей точке выводов экранов электрических реле, замыкающие контакты которых соединены с отводами делительных обмоток, и дополнительный низкочастотный индуктивный делитель напряжения сое.

35 диненный с помощью замыкающего контакта одного электрического реле со входом делительных обмоток, а с помощью эамыкающего контакты другого электрического реле— со средним отводом дополнительной высокочастотной делительной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании У 977120, кл. 6 4 Н, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

У 322723, кл. 6 01 С 15/06, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2445275/07, кл. Н 01 F 21/12, 1977.

807393

Составитель В. Мясникова

Техред М. Табакович Корректор Г.Назарова

Редактор И. Николайчук

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ул. Проектная, 4

Заказ 302/79 Тираж 795 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5