Делитель напряжения

 

Изобретение относится к области приборостроения. Может быть использовано при изготовлении устройств предназначенных для проверки и (градуировки ) калибровки электроизмерительных приборов постоянного тока, например, при создании многопредельных калибраторов напряжения и цифровых вольтметров, а также для расширения пределов измерения компенсаторов постоянного тока. Цель изобретения повышение точности делителя напряжения (ДН), достигается путем исключения основной и методической погрешностей . ДН содержит два сдвоенных (/) высоковольтных плеча из п-равновели1C О5 | to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 с 01 R 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Й,, ., (2!) 3850850/24-21 (22) 28.01.85 (46) 15. 10. 86. Бюл. М 38 (72) Н.Н.Андрусяк, С.А.Андрусяк и А.Б.Березовский (53) 621.317.7(088.8) (56) Андрусяк С.А. и др. Методика подготовки сопротивлений делителя напряжения ДН-62, определение коэффициентов деления и их погрешностей.В сб.: Контрольно-измерительная техника, вып. 3, Львов. Изд-во Львов, ун-та, 1966. с.58-65.

Делитель напряжения постоянного тока Р313. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗИП, Краснодар.

ÄÄ SUÄÄ 1264120 А 1 (54) ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области приборостроения. Может быть использовано при изготовлении устройств предназначенных для проверки и (градуировки) калибрбвки электроизмерительных приборов постоянного тока, например, при создании многопредельных калибраторов напряжения и цифровых вольтметров, а также для расширения пределов измерения компенсаторов постоянного тока. Цель изобретения— повьппение точности делителя напряжения (ДН), достигается путем исключения основной и методической погрев- с

Я ностей. ДН содержит два сдвоенных высоковольтных плеча из п-равновели1264120

20 ких по сопротивлению резисторов.Для первых двух плеч n =- 3, а дп» двух вторых n = 10. Первые плечи ДН образованы переменными резисторами 1-6.

° Вторые плечи образованы резисторами

7-26. Позициями 27, 28 обозначены входные зажимы, а 29 и 30-выходные.

Вновь введенный блок 57 выбора коэф. Изобретение относится к приборостроению и мох<от быть использовано при изготовлении устройств, предназначенных для проверки и градуировки (калибровки) электроизмерительных 5 приборов постоянного тока, например, при создании мпогопредельных калибраторов напряжения и цифровых вольтметров, а также для расширения пределов измерения компенсаторов постоян!

О ного тока.

Цель изобретения — повышение точности .делителя напряжения за счет исключения основной и методической погрешностей делителя. !

На чертеже изображена принципиальнаяя схема делителя напр»же ни» (ДН) .

Делитель на пряжения (ДН) содержит два сдвоенных (симметричных друг другу) высоковольтных плеча, образованных последовательным соединением и равновеликих по сопротивлеHHi0 резисторов: для первых двух плеч

" =3, а для двух вторых плеч 1 = 10.

Первые плечи ДН образованы переменными резисторами I — 3 и 4 — 6, при этом в каждом плече резисторы в исходном положении соединены между собой последовательно. Вторые плечи ДН образованы такх;е последовательным 30 соединением переменных резисторов

7 вЂ, 16 и. 17 — 26. Позициями 27 и 28 обозначены входные зажимы, а позициями 29 и 30 — выходные зажимы. Общая точка резисторов 1 и 2 подключена к зажиму 31, резисторов 2 и 3— к зажиму 32, резисторов 3 и 7 — к зажиму 33, резисторов 7 и 8 — к зажиму 34, резисторов 8 и 9 — к зажиму

35, резисторов 9 и 10 — к зажиму 40

36, резисторов 10 и 11 — к зажиму

37, резисторов 1I и 12 — к зажиму 38, резисторов 12 и 13 — к зажиму 39,рефициентов деления содержит кнопки

58-1,..., 58-4 переключателя 58, реле 59-66 и источник питания 67.

Предложенный ДН облацает. повьппенной метрологической надежностью, что сокращает расходы на ремонт и техническое обслуживание. 1 з. п. ф-ль1, 1 ил. зисторов 13 и 14 — к зажиму 40, резисторов 14 и 15 — к зажиму 41, резисторов 15 и 16 — к зажиму 42. Второй вывод резистора 16 подключен к зажиму 43. Общая точка резисторов 4 и 5 подключены к зажиму 44, резисторов 5 и 6 — к зажиму 45,резисторов

6 и 17 - к зажиму 46,резисторов 17 и 18 — к зажиму 47, резисторов 18 и 19 — к зажиму 48, резисторов

19 и 20 — к зажиму 49, резисторов 20 и 21 — к зажиму 50, резисторов 21 и

22 — к зажиму 51, резисторов 22 и

23 — к зажиму 52, резисторов 23 и

24 — к зажиму 53, резисторов 24 и

25 — к зажиму 54, резистопов 25 и

26 — к зажиму 55. Второй вывод резистора 26 подключен к зажиму 56.

Блок 57 выбора коэффициентов деления содержит кнопки 58-1 — 58-4 переключателя 58, реле 59 — 66 с соответствующими контактами, источник 67 питания. Соединение первого высоковольтного плеча (резисторы

1 — 3) с соответствующим ему симметричным плечом (реэисторы 4 — 6) осуществляется с помощью контактов

59-3 и 60-3 соответственно реле 59 и 60, которые срабатывают при нажатии кнопки 58-1 "К, = 1 :10" и кнопки 58-2 "K = 1:10 соответственно переключателя 58, входящего в состав блока 57 выбора коэффициентов К

К деления.

Соединение второго высоковольтного плеча (резисторы 8 — 16) с соответствующим ему симметричным плечом (резисторы 17 — 26) осуществляется с помощью контактов 62-5 и 655 соответственно реле 62 и 63, которые рабатывают при нажатии кнопки

1264120

58-3 "К = 1: 101" и кнопки 58-4

"К = 1: 101" переключателя 58.

Все резисторы ДН выполнены переменными, т.е. подстраиваемыми, при этом в первом сдвоенном плече ДН число резисторов равно 3 (п, = 3), а их номинальное значение составляет 3 кОм.

Все n = 3 резисторов в первом

1 сдвоенном высоковольтном плече поочередно соединяются между собой параллельно, образуя при этом попеременно низковольтное плечо. Так, при нажатии кнопки 58-1 "К, = 1: 10" резисторы 1 — 3 с помощью контактов

59-1 и 59-2 реле 59 соединяются па-. раллельно между собой, образуя при этом первое низковольтное плечо ДН с эквивалентным .сопротивлением

Кэ

+ КРз + К1Кз — 1 кОм, (1) которое с помощью контактов 59-4 и

59-5 реле 59 подсоединяется к выходным зажимам 29 и 30 ДН соответственно.

При нажатии кнопки 58-2 "К

=1: 10" переключателя 58 резисторы

4 — 6 соединяются параллельно между собой с помощью контактов 60-1 и

60-2, образуя при этом второе низковольтное плечо ДН с эквивалентным сопротивлением

R Е R

RR+RR+RR

4 5 5 6 4 б

1 кОм, (2) которое с помощью контактов 60-4 и

60-5 соединяется с выходными зажимами 29 и 30 ДН соответственно.

Во втором сдвоенном высоковольтном плече число п равновеликих резисторов равно 10 (n = 10) с номинальными значениями 10 кОм, т.е.

R ъ 7 в Ч

=R = 10кОм.

16

Структура симметричного ему плеча аналогична, т. е.

К,, + К + К + К, — К„ — К

° ° ° R 10 КОм

26

Перечисленные резисторы второго плеча при нажатии кнопок 58-3

"К = 1:101" и 58-4 "К = 1:101"

3 4 также поочередно соединяются между собой параллельно с помощью контактов 61-1 — 61-4 и 62-4 и контактов

64-1 — 64-5 и 65-1 — 65-5 соответственно, образуя поочередно при этом низковольтные плечи R u R соот эз ветственно с эквивалентным сопротивлением 1 кОм.

Низковольтное плечо второго сдвоенного плеча ДН соединяется с высоковольтным при нажатии кнопок 58-3

"К = 1:101" и 58 — 4 "К, = 1:101" с

1О помощью контактов 62-5 и 65-5 реле

62 и 65 соответственно и с выходными зажимами 29 и 30 — с помощью контактов 63-1 и 63-2 и 66-1 и 66-2 соответственно. Все резисторы ДН соеди 5 иены с контрольными зажимами 31

56, которые позволяют осуществлять взаимное сравнение резисторов между собой и их подстройку до требуемых номинальных значений.

20 Делитель напряжения (ДН)работает следующим образом.

На входные зажимы 27 и 28 ДН подают измеряемое или вспомогательное напряжение, например, U„ = 10 В.

25 Включают кнопку 58-1 "К = 1:10"

1 (кнопки 58-1 — 58-4 переключателя

58 зависимые, т.е. при включении любой одной из них все другие автоматически выключаются) переключателя

3ц 58 выбора коэффициентов, Подключают на выходные зажимы 29 и 30 ДН вход

"U " прибора-компаратора, например компаратора напряжений Р3003 (или потенциометра Р363/1), выставляют на .нем показание 1В методом "девяют ток, т. е. устанавливают декады

"Х " следующие положения: нХ

=0,999999(10)В и регулировкой входного напряжения U„ äoáèâàþòñÿ равновесия нуль-индикатора Р3003.

После этого, поочередно подключая на зажимы 28-44, 44-45 и 45-46 вход компаратора, регулировкой резисторов 4 — 6 соответственно доби4 ваются одинакового падения напряжения на них, например ЗВ. Для этого на первом ряде декад компаратора

Р3003 выставляют показание "Х

= 2,99999(10)В, которое и уравновешивают регулировкой указанных резисторов. Затем при неизменном показании декад "Х" = 0,999999(10)В и

"X," = 2,9999(10)Â включают кнопку

58-2 "К2 = 1:10" переключателя 58 выбора коэффициентов деления. Контролируя при этом неизменность входного напряжения U и при необходимости поддерживая его постоянным ио показа1264120 и месяц) в э ависимости от требуемой точности изме ре ний.

После этого на вход ДН подают любое значение измеряемого напряжения

5 Х2

U =. (1-101) В и производят два измерения на выходе ДН, т.е. выполняют операции для получения соотношений (3) и (4) .

Результаты измерений И„определяют по формулам

2 К, Ъ где U«,U, 2 1 1 2 2 измеренные значения напряжения на выходе ДН при включенных кнопках 58-1, 58-2, 58-3 и 58-4 соответственно;

S н»»ю "Х," = 0,999999(10) В компаратора

Р3003, поочередно к е го входу Ъ, " подключают клеммы 27-31;

31-32; 32-33 и регулировкой соответственно резисторов 1 — 3 добиваются

1r 11 прежнего показания Х„

2,99999(10)В.

После этого дважды измеряк>т выход ное напряжение U, и U npu включенных кнопках 58-1 "К = 1:10" и 58-2 "К = 1:10" соответственно.

Для этого уравновешивание компарато11 ра производят изменением декад Х

При этом

Затем, не отключая вход Ъ " ком— паратора Р3003 от выхода ДН (клемм

29-30), при прежнем показании декад

"Х" = 0,999999(10)В включают кнопку 58-3 "К = 1:101" переключателя 20

58 и подают на вход ДН (клеммы 2728) входное напряжение Ц„ = 101 В, которое регулируют таким образом, чтобы показание Х компаратора

Р3003 оставалось неизменным, т.е.

1В.

Поочередно подключают вход U компаратора Р3003 на клеммы 28-47;

47-48; 48-49...55-56 и регулировкой соответствующих резисторов 17 — 26 З0 добиваются равно>зесия показания

"Xи = 9,99999(10)В.

Не изменяя показаний "Х, и

"Х 7" компаратора Р3003, переключают его вход "U» " на клеммы 27-34,вклю- з чают кнопку 58-4, "К„ = 1:101" переключателя 58 и при необходимости регулировкой U „ добиваются прежнего показания "Х " = 0,999999(10)В.

После этого изменением сопротивления 40 резистора 7 уравновешивают показание

"Х „" = 9,99999(10)В компаратора

Р3003.

+ U2g к 2 К 2

К =К =1: 10

1 2 1

К =К =1: 101;

1) и U — измеряемые напряХ1 Х7 жения.

Предлагаемый делитель напряжения (по сравнению с аналогами и прототипом) обладает повышенной точностью в нем в 5 — 10 раз упрощается процесс ,поверки, так как при этом совершенно от тсутствуют какие-либо расчеты погрешностей.Кроме того в делителе напряжения исключена возможность выхода погрешностей за допускаемый интервал, следовательно он обладает повышенной метрологической надежностью,что сокращает расходы на ремонт и техническое обслуживание в 2-3 раза.

Формула изобретения

Подключая поочередно вход "V," на 45 зажимы 34-35; 35-36...42-43 аналогичным образоь», т.е. регулировкой резисторов 8 — 16 добиваются прежнего показания "Х „" = 9,99999(10)В.

После этого дважды измеряют выход-50 ное напряжение ДН, т.е. при включенной кнопке 58-3 и 58-4 переключателя 58.

При этом

U2,1,Kç,U „; U„2 K U„ (4) 55

Описанные операции по регулировке резисторов выполняют периодически, например один раз в смену (неделю или

1. Делитель напряжения, содержащий два высоковольтных плеча, каждое из которых образовано последовательным соединением трех равновеликих по сопротивлению резисторов, один из которых переменный, входные зажимы, первый иэ котс>рых соединен с первым выводом первого резистора первого высоковольтного плеча, а второй — с первым выводом первого резистора второго высоковольтного плеча, выходные зажимы и коммутационныи блок, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

264120

Составитель А.Заборня

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман

Редактор А.Ревин

Заказ 5557/46 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

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

7 1 целью повышения точности, он содержит два низковольтных плеча, образованных десятью последовательно соединенными равновеликими резисторами, и блок выбора коэффициентов деления, причем вторые выводы всех резисторов подключены через контрольные зажимы к соответствующим контактам коммутационного блока, первый выходной зажим подключен через соответствующие контакты коммутационного блока ко второму входному зажиму, через другой соответствукиций контакт коммутационного блока к контрольному зажиму, подключенному ко второму выводу второго резистора второго низковольтного плеча, через другие соответствующие контакты коммутаци— онного блока — ко второму выходному зажиму и вторым выводам третьих резисторов первого и второго высоковольтных плеч, через другие группы соответствующих контактов коммутационного блока — к первым выводам последних резисторов низковольтных плеч, второй выходной зажим подключен че рез соответствующие контакты коммуФ тационного блока к первому входному зажиму и к контрольному гнезду, подключенному ко второму выводу второго резистора первого низковольтного плеча, через другие соответствующие контакты коммутационного блока — ко вторым выводам последних резисторов низковольтных плеч, при этом все резисторы высоковольтных плеч выпол1ð нены переменными, а сопротивления резисторов высоковольтного и низковольтного плеч относятся как 3:10.

2. Делитель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок выбора коэффициентов деления содержит источник питания, кнопочный переключатель, число положений которого равно двум и набор реле, при этом один из полюсов источника и один из выводов обмотки каждого из реле соединены с общей шиной, второй полюс источника соединен с первыми парами подвижных контактов всех кнопок переключателя, на вторые пары неподвижных контактов которых подключены вторые выводы обмоток соответствующих реле.