Устройство для измерения высоких напряжений

 

Изобретение предназначено для измерения постоянного напряжения, а также амплитудных значений пульсирующего , импульсного и переменного напряжений в высоковольтных электрических цепях. Устройство для измерения высоких напряжений содержит выпрямительный 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 повышенной производительностью измерений и расширенным динамическим диапазоном . 2 ил. с S (Л 4: CD 4 :о ел 14)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 19/00 15/02

ФГ -:

99

)й,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТ0РСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 661355 (21) 4029046/24-21 (22) 25.02.86 (46) 23.06.88. Гюл. N - 23 (7.1) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (72) Э.Н.Журавлев, В.В.Киселев и В.Н.Ярославский (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 661355, кл. С 01 R 15/02, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение предназначено для

„„Я0„„1404959 A 2 измерения постоянного напряжения, а также амплитудных значений пульсирующего, импульсного и переменного напряжений в высоковольтных электрических цепях. Устройство для измерения высоких напряженйй содержит выпрямительный 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 повышенной производительностью измерений и расширенным динамическим диапазоном. 2 ил.

1404959

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения постоянного напряжения, а также амплитудных значений пульси2 5 рующего, импульсного и переменного напряжений в высоковольтных электрических цепях и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. - 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 выводы

30 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- 50 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 стабилизатором 4 тока на первой ветви его вольт-амперной характеристики.

Рабочие точки полевых транзисторов

1 где N — число переключившихся ступеней устройства (число импульсов 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 имеет определенную величину при заданном токе стабилизации. Когда измеряемое напряжение превышает порог срабатывания ограничителя 5 напряжения, происходит шунтирование стабилизато-, ра тока, что приводит к увеличению тока в цепи выше пикового значения переключения одного из туннельных диодов 11 и, соответственно, увеличению падения напряжения на нем, равному напряжению раствора туннельного диода 11. Это приводит почти к полному запиранию соответствующих полевых 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 появляется соответствующее 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 туннельных диодов, причем величина пикового тока туннельных диодов 11 должна быть больше тока стабилизации стабилитронов 2, а значения пикового тока в каждом из электронных переключателей должны быть отличны друг от друга, чтобы исключить одновременное включение нескольких из них.

В результате переключения пределов измерений сигнал на выходе устройства при измерении возрастающего напряжения имеет вид серии импульсов (фиг.2), причем амплитуда последнего импульса равна изменению падения напряжения на стабилизаторе тока после последней переключившейся ступени.

Тогда измеряемое напряжение U может быть определено по формуле

1 М

П,зм = . о + 7: П ст., + П

i-О

1404959

U . — напряжение стабилизации ст. -го стабилитрона 2;

U — суммарнбе 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 первого полевого транзистора соединен с истоком второго полевого транзистораи анодом туннельного диода, катод которого соединен с затвором второго полевого транзистора и является вторым выводом соответствующего переключателя пределов измерений, первым выводом которогб является сток первого полевого транзистора.

Формула изобретения

Устройство 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. Смирнов

Техред 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-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4