Шунт для измерения импульсных токов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ар G 01 К 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1 -

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 4-ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3442834/18-21 (22) 01.04.82 (46) 30.10.83. Бюл. N 40 (72) В.В.Анташов и Л.Н,Максимова (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский технологический институт источников тока (53) 621.317 7(088,8) (56) 1. Шваб А. Измерения на высоком напряжении. М,"Энергия",1973,с.54.

2. Высоковольтное испытательное оборудование и измерение. Под ред.

А,А.Воробьева, M.-Л., Госэнергоиздат, 1960, с.547. (54)(57) 1. ШУНТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ТОКОВ, содержащий два последовательно включенных между входными клеммами устройства токонесущих проводника с различными соотношениями активных и индуктивных сопротивлений, оiли чающий ся iBM,что,c целью упрощения изготовления и настройки, параллельно упомянутой сово" купности проводников подключен регулируемый резистивный делитель напряжения, причем одна из выходных клемм устройства совмещена с одной из axoqных клемм и заземлена, э две другие выходные клеммы расположены в местах соединения токонесущих проводников и плеч делителя напряжения.

2. Шунт по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что,с целью его согласования с волновым сопротивлением измерительного тракта, сопротивление постоянного резистора делителя напряжения выбрано равным данному волновому сопротивлению, а между местом соединения токонесущих проводHH ков и сооТ вет ст вующе и выход. ной клеммой устройства включен дополнительный согласующий резистор.

g 1438

5 с5

i0

3 I0

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и прсдназначено для использования при исследовании импульсных токов с короткими (менее единиц микросекунд ) фронтами в условиях, когда ив-эа паразитной индуктивности шунта создаются предпосылки для наделения снимаемого с него сигнала систематической погрешностью, пропорциональной скорости нарастания тока.

Известен шунт для измерения импульсных токов, выполненный в виде проводящей петли с формой и размерами, определяемыми рабочим диапазоном измеряемого тока (1)

Недостаток известного устройства связан с неполным исключением параэи т ной и ндукт и вности и, как следст вие с невысокой точностью измерения тока.

Наиболее близким техйическим ре- шением к предлагаемому является мосто вой шунт для измерения импульсных токов, содержащий две параллельные ветви, каждая из которых состоит из двух последовательно, но в разном порядке включенных токонесущих проводников с одинаковыми индуктивными и существенно различающимися активными сопротивлениями.

В устройстве при равенстве индуктивностей токонесущих проводников паразитная составляющая сигнала оказывается скомпенсированной (2) .

Одйако недостаток такой конструкции заключается в значительной сложности изготовления и настройки, поскольку при практической реализации известного шунта требуется обеспечить весьма точнбе равенство токов в обеих параллельных ветвях и индуктивностей разнотипных проводников, в частности медного и них ромового. Еще оди н недостаток устройства проявляется в том, что ни одна из клемм моста не может находиться под нулевым потенциалом.

Это обстоятельство существенно ограничивает область применения известного шунта.

Цель изобретения — упрощение изготовления и настройки подобного устройства.

Поставленная цель достигается тем,что в шучте для измерения импульсных токов, содержащем два последовательно включенных между входными клеммами устройства токонесущих проводника с различными соотношениями активных 1и индуктивных сопротивлений, параллельно упомянутой "îâîêóïíîñòè проводников подключен регулируемый рези стив ный делитель напряжения, причем одна из выходных клемм уст ройс - ilB совмещена с одной из входных клемм и за- землена, а две другие выходные клеммы расположены в местах соединения токонесущих проводни ков и плеч делителя напряжения.

Г целью согласования данного шунта с волновым сопротивлением измерительного тракта, со; оотивление постоянного резистора делителя напряжения выбрано равным данному волновому сопротивлению, а между местом соединения токонесущих проводников и соответствующей выходной клеммой устройства включен дополнительный согласующий резистор.

На фиг.1 представлена электрическая схема предложенного шунта для измерения импульсных токов; на фиг.2 Q, 0 - осциллограммы выходных сигналов шунта до и после его настройки; на фиг.3 — схема замещения для расчета режима компенсации индуктивностей токонесущих проводников в конкретном частном случае реализации шунта.

Устройство состоит из двух параллельных ветвей, подключенных к входным клеммам 1 и 2 (фиг.1 J. Одна иэ ветвей (низкоомная) содержит последовательно включенные токонесущие проводники 3 и 4. Другая ветвь (потенциальная, высоомная, представляет

1 собой регулируемый делитель напряжения, состоящий из последовательно включенных постоянного и регулируемого (подстроечного) б резисторов.

Одна из выходных клемм 7 устройства совмещена с входной клеммой 1 и заземлена, а другие выходные клеммы 8 и 9 расположены в местах соединения. токонесущих проводников 3,4 и плеч

6 делителя напряжения. Р случае необходимости согласования шунта с волновым сопротивлением измерительного тракта сопротивление резистора

5 выбирается равным данному волновому сопротивлейию, а между местом соединения проводников 3,4 и выходной клеммой 9 включается дополнительный согласующий резистор 10.

Процесс измерения импульсного тока с помощью шунта осуществляется следующим образом.

Изменение коэффициента деления К в процессе настройки шунта обеспечивается наличием регулируемого резистора 6.

Таким образом, изготовить и настроить предложенный шунт оказывает.ся гораздо проще, чем известный мостовой, требующий тщательного подбора составляющих его резисторс в для обеспечения той же точности. Такой способ настройки может быть применен для исключения параэитной состявляющей сигнала при измерении и других параметров. Наличие заземленной клеммы в конструкции шунта обеспечивает лучшее по сравнению с известны ми. устройствами выполнение требований техники безопасности. где

LI =З 21—

1 д з 10514

При подаче на входные клеMMbl 1 и

2 импульсного сигнала с крутым фронт том от генератора калиброванных сигналов напряжение И между выходными клеммами 8 и 9,вследствие наличия нескомпенсированных индуктивностей в токонесущих проводниках 3 и 4 будет иметь форму с ярко выраженными выбросами (Фиг,2 3). С помощью регулируемого резистора 6 добивают- 10 ся компенсации паразитных сигналов, обусловленных индуктивностями проводников 3 и 4, что контролируется по исчезновению выбросов на осциллограмме выходного сигнала tj шунта

15 (фиг.2 d). После того, как шунт оказывается настроенным, по измеренным сопротивлениям плеч 5,6 делителя напряжения и проводников 3 и 4 рассчитывается коэффициент передачи 2р шунта. Вслед эа этим регулируемый резистор 6 может быть заменен эквивалентным постоянным резистором.

Нижеследующий расчет, проведенный для частного случая, изо- 2s браженного на схеме замещения (фиг.3), иллюстрирует принцип комйенсации индуктивности в предложенном шунте. Сигнал на экране осциллографа с дифференциальным входом ЗО соответствует

0=0„-02, 38 4

3;l 1

Li -. 1 5i +31 3 F1.— 1=

dtI

1 d3

7r

4 Ú1 — 1

3K!

Поставляя (1) и (2) в (3}, получим 3<-4. 2k -3 сИ

Ll =3 д

Нетрудно убедиться, что компенсация составляющих сигнала, связанных с индуктивностью токонесущих проводников 3 и 4 будет возможной при коэффициенте деления напряжения

К = 3/2. Тогда сигнал с шунта будет иметь только активную составляющую, пропорцио альную измеряемому току

3 = 1/33 и

1051438

Составитель Л.Морозов

Редактор Е.Лушникова Техред А.Бабинец Корректор О.Тигор

Заказ 8657/43 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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