Индуктивный делитель напряжения

 

ИНДУКТИВНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий общие входные и выходные зажимы, низкочастотную и высокочастотную части с входами и выходами, каждая из позорах состоит из делительных обмоток, основные мнргопозих ионные переключатели с органами управления, электрические реле с переключающими контактами и схему управления, причем делительные обмотки каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозиционных переключателей, орган управления Кс1ждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствугацего рму по счету основного многопозиционного переключателя другойч части делителя, при зтом переключающие контакты реле соединены с входами и выходами упомянутых частей делителя, о-т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности коэффициента деления напряжения, делитель снабжен дополнительным электрическим реле с двумя переключающими контактами и дополнительными многопозиЦионными переключателями с органами управления, причем один из переключающих контактов дополнительного электрического реле установлен между вькодом и входом одной из пар делнтельных обмоток низкочастотной части и выполнен с возможностью под (Л ключения к входному зажиму делителя, а другой переключающий контакт дос полнительного электрического реле установлен между выходом и входом другой пары делительных обмоток вы-. сокочастотной части и выполнен с возможностью подключения к выходному зажиму низкочастотной части делителя , причем между делительными обсо сл Мотками низкочастотной части делителя , ограниченными переключающим контактом дополнительного электриа ческого реле и выходом, установлены W дополнительные многопозиционные переключатели , органы управления которых соединены,соответственно, начиная с первого, с органами управления основных многопозиционных переключателей .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЙО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 3405980/24-07 (22) 09.03.82 (46) 15.08.83. Бюл. 9 30 (72) В.Л.Ким, Н.П.Калиниченко и М.С.Ройтмай (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им.С.М.Киро ва (53) 621.317.727.1(088.8) (.56) 1. Баков В.M., Рождественская Т.Б. Принцип построения трансформаторных делителей напряжения высокой точности s широком диапазоне частот. Труды метрологических институтов СССР. Л., "Энергия",-вып. 115 (175 ), 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 418805, кл. G 01 R 15/06, 1974 ° (54)(57) ИНДУКТИВНЫИ ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ,содержащий общие входные и выходные зажиьы, низкочастотную и высокочастотную части с входами и выходами, каждая из которых состоит из делительных обмоток, основные многопозиционные переключателя с органами управления, электрические. реле с переключающими контактами и схему управления, причем делительные обмотки каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозиционных переключателей, орган управления каждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствукщего

„.SU„„50 A

М59Н 01 F 21 12 Н 02 М 5 06 ему по счету основного многопозиционного переключателя другой,. части делителя, при этом переключающие контакты реле соединены с входами и выходами упомянутых частей делителя, о .т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности коэффициента деления напряжения, делитель снабжен дополнительным электрическим реле с двумя переключающими контактами и дополнительными многопозиционными переключателями с органами управления, причем один из переключающих контактов дополнительного электрического реле установлен между выходом и входом одной из пар делнтельных обмоток низкочастотной Е части и выполнен с возможностью подключения к входному зажиму делителя, а другой переключающий контакт дополнительного электрического реле С установлен между выходом и входом другой пары делительных обмоток вы-, Я сокочастотной части и выполнен с возможностью подключения к выходному «®®4 зажиму низкочастотной части делителя, причем между делительнымн обмотками низкочастотной части делите- ©© ля, ограниченными переключающим контактом дополнительного электри- ческого реле и выходом, установлены С5 дополнительные многопозиционные пе- Щ реключатели, органы управления которых соединены, соответственно, начиная с первого, с органами управления основных многопоэиционных переключателей.

1035650

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано н радиоизмерительных и электроизмерительных. устройствах в качестве точного широкополосного делителя напряжения.

Известен многодекадный индуктивный делитель напряжения, содержащий сердечники из ферромагнитного материала, на которых размещены делительные обмотки, состоящие иэ секций, 1 к которым подключены дополнительные корректирующие конденсаторы 1 .

Недостатком такого делителя является повышенная погрешность в области высоких частот. 15

Наиболее близок предложенному индуктивный делитель напряжения, содержащий общие входные и выходные зажимы, низкочастотную и высокочастотную части с входами и выходами, каждая из которых состоит из делительных обмоток, основные многопозиционные переключатели с органами управления, электрические реле с переключающими контактами и схему управления, причем делительиые обмотки каждой части делителя соединены каскадно посредством основных мйогопозиционных переключателей, орган. управления каждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствующего ему по счету основного многопозиционного переключателя другой части делителя, при этом переключающие контакты реле соединены с входами и выходами 35 упомянутых частей делителя (2 ). .Известный делитель характеризуется недостаточной точностью коэффициента деления, Целью изобретения является повышение точности коэффициента деления напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что индуктивный делитель напряжения, содержащий общие входные и выхОдные зажимы, низкочастотную и высокочастотную части с входами и выходами, каждая из которых состоит из делительных обмоток, основные многопозиционные переключатели с органами управления, электрические M реле с переключающими контактами и схему управления, причем делительные обмотки каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозиционных переключа- 55 телей, орган управления каждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствующего ему по счету основного многопозиционного переключателя другой части делителя, при этом переключаюФц ие контакты реле соединены с входами и выходами упомянутых частей делителя, снабжен дополнительным электрическим реле с двумя переключающими контактами и дополнительными многопозиционными переключателями с органами управления, причем один из переключающих контактов до-: полнительного электрического реле установлен между выходом и входом одной из пар делительных обмоток низкочастотной части и выполнен с возможностью подключения к входному зажиму делителя, а другой переключающий контакт дополнительного электрического реле установлен между выходом и входом другой пары делительных обмоток высокочастотной части и выполнен с воэможностью подключения к выходному зажиму низкочастотной части делителя, причем между делительными обмотками низкочастотной части делителя, ограниченными переключающим контактом дополнительного электрического реле и выхо" дом, установлены дополнительные многопозиционные переключатели, органы управления которых соединены, соответственно, начиная,с первого, с органами управления основных много" позиционных переключателей.

На фиг. 1 представлена функцио.нальная схема индуктивного делителя напряжения; на фиг. 2 — кривые зависимостей частотной погрешности коэффициента деления от частоты устройства. индуктивный делитель напряжения (фиг. 1) содержит общие входные 1 и выходные 2 зажимы, низкочастотную и высокочастотную части с .входами

3 и выходами 4, каждая из которых состоит из делительных обмоток 5, основные многопозиционнные переключатели 6 с органами управления, электрические реле с переключающими контактами 7 и схему управления (не показана), причем делительные обмотки 5 каждой части делителя соединены каскадно посредством основных многопозиционных переключателей 6, орган управления каждого из которых одной части делителя соединен с органом управления соответствующего ему по счету основного многопози» ционного переключателя 6 другой части делителя, при этом переключающие контакты 7 реле соединены с входами

3 и выходами 4 упомянутых частей делителя. Делитель снабжен дополнительным электрическим реле с двумя переключающими контактами 8 и дополнительными многопозиционными переключателями 9 с органами управления, причем один из переключающих контактов 8 дополнительного электрического реле установлен между выходом и входом одной из пар делительных обмоток 5 низкочастотной части и выполнен с возможностью подключения к входному зажиму 1 делителя, а другой переключающий контакт 8 дополнитель-„

Э 1035650

4 ного электрического реле .установлен между выходом и входом другой пары делительных обмоток высокочастотной ,части и выполнен с возможностью подключения к выходному зажиму низ кочастотной части делителя, причем между делительными обмотками 5 низкочастотной .части делителя, ограниченными переключаиицым контактом 8 . дополнительного электрического реле и выходом 4, установлены до- 10 полнительные многопозиционные переключатели 9, органы управления которых соединены, соответственно, начиная с первого, с органами управления основных многопозиционных пе- 15 реключателей б.

Устройство работает следующим образом.

Делительные обмотки 5 низкочастотного и высокочастотного делите- 20 лей при помощи основных многопозиционных переключателей б устанавливаются в положения, соответствующие необходимому коэффициенту передачи устройства. Входное напряжение низ- 25 кой частоты через переключающий контакт основного электрического реле 7 поступает на первую делительмую обмотку первой декады низкочастотного делителя. Выходное напряже- gg ные снимается с последней делительной обмотки последней декады низкочастотного делителя через переключающий контакт 7 основного электрического реле. Первая декада низкочастотного делителя имеет наиболь-: шие размеры, число витков и длину проводов делительной обмотки, что, вносит основной вклад в погрешность низкочастотного делителя и основное влияние на ход кривой 10 (фиг. 2). 40

Каждая последующая декада работает при значительно меньших напряжениях, чем предыдущая. Например, на вход второй декады подается напряжение

0,10з, на вход тРеФьей -, 0,10Вх и "45 т.д. Поэтому каждая последующая декада выполняется на значительно меньших по размерам ферромагнитных сердечниках, с меньшими числом витков и длиной проводов делительной 50 обмотки. Паразитные параметры этой декады меньше, чем у предыдущей декады, т.е. последующие декады обеспечивают высокую точность на более высоких частотах (кривая 11, фиг. 2 ).

При входном сигнале частоты Й 2 =

5 кГц первый переключающий контакт 8 дополнительного электрического реле подключает к входному зажиму 1 ряд делительных обмоток, об- 60 разующих среднечастотный делитель, куда входят декады-как низкочастотной, так и высокочастотной части делителя. В этом случае подключение ,декады высокочастотной части делите- б5 ля к выходу низкочастотной части

:осуществляется при помощи второго переключающего контакта 8 дополнительного электрического реле. Выходное напряжение снимается с выхода последней декады высокочастотной части делителя. Для упрощения устройства вход каждой последующей декады среднечастотного делителя соединяется с выходом предыдущей декады при помощи дополнйтельных многопозиционных переключателей 9, которые переключаются синхронно с основными многопозиционными переключателями 6 и имеют один общий орган управления.

На частоте переключения f =

50 кГц переключающие контайты 8 дополнительного электрического реле размыкаются, включается высокочастотная часть делителя, т.е. входное напряжение подается на первую делительную обмотку первой дека ж высокочастотной части делителя, а выходное напряжение снимается с выхода

4 последней декады. Автоматическое включение и отключение низкочастот-, ной, среднечастотной и высокочастотной частей делителя на частотах переключений f и К осуществляется схемой управления.

Из анализа кривых 10, 11, 12 (фиг. 22 видно, что введение среднечастотного делителя (кривая 11) поз-. воляет существенно снизить погреш" ность на нижнем (f<)è верхнем (йз) пределах частотного диапазона, а также на частоте переключения f путем 7 сдвига кривой 10 влево по оси частот, а кривой 12 вправо по оси частот или при тех же погрешностях, присущих прототипу, расширить рабочий диапазон частот предложенного устройства от f> = 10 Гц до =500 кГц.

Это возможно вследствие того, что декады низкочастотной части делителя, работающего в диапазоне частот oi f = 20 Гц до f2= 5 кГц, выполняются с большим чйслом витков и размером сердЕчника, т.е. с большими входными сопротивлениями, что на нижней частоте f позволяет уменьшить эффект-шунтирования декад друг другом.. В диапазоне частот от f = 5 кГц до Е = 50 кГц работает среднечастотный делитель, обеспечивающий высокую точность выбором соответствующей первой декады. На верхнем диапазоне частот от fЗ = 50 кГц до

f = 200 кГц работает высокочастотная часть делителя, декады которого выполняются с меньшими числами витков и габаритами, т.е. меньшими паразитными параметрами, чем у высокочастотной части делителя-прототипа.

Кроме того, у предложенного устройства на нижней частоте fq входное

1035650

0,01

О

Фиг Г

Составитель Л.Федосов

Редактор Л. Веселовская ТехредМ.Надь Корректор А. Дзяткс.

Заказ 5843/52, Тираж 703 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

ГУ сопротивление больше, чем у прототипа, вследствие выполнения первой декады низкочастотной части делителя, с большими числом витков и размером сердечника. Среднечастотный делитель имеет значительно бОльшее входное . сопротивление на частоте f>-- 20 кГц, чем высокочастотная часть делителяпрототипа. Среднечастотная и высокочастотная части делителя имеют меньшие паразитные параметры, чем низкочастотная и высокочастотная части делителя-прототипа, следовательно, и выходное сопротивление у ,предложенного устройства меньше, чем у прототипа при частотах f>

Таким образом, разбиение рабочего диапазона частот на низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный, в каждом из которых работает отдельный делитель, и образование среднечастотного делителя из делительных обмоток низкочастотной и высокочастотной частей делителя позволяет повысить точность коэффициента передачи; при этом используются недоро10 гостояшие электрические реле и переключатели, процесс изготовления дд-, лительных обмоток и конструкция индуктивного делителя напряжения сушественно не изменяют)5 сЯ,