Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Демпфированные и смешанные делители напряжения






Ёмкостные делители в чистом виде (рис. 2.5) применяются редко. Чаще применяются демпфированные и смешанные делители напряжения (рис. 2.8). Реальные делители напряжения имеют более сложные схемы замещения, расчет их амплитудных и фазовых характеристик затруднителен. Однако они могут быть сняты экспериментально. Лишь при очень высоких, частотах экспериментальное определение характеристик реальной измерительной схемы становится затруднительным.

Другой метод определения качества измерительной схемы в области высоких частот основан на расчетном 'или экспериментальном определении реакции на прямоугольный импульс - формы импульса на выходе схемы при скачкообразном изменении напряжения на входе. При единичном воздействии напряжения на входе реакция на прямоугольный импульс есть не что иное, как так называемая переходная функция измерительной схемы. В зависимости от соотношения параметров схемы делителя в делителе возникает либо колебательный (g < 1), либо апериодический (g > 1) режим перехода между двумя уровнями напряжения. Показатель характера процесса перехода , (2.14)

где Z - характеристическое сопротивление схемы . В демпфированном делителе напряжения составное сопротивление R 1 представляет собой не сопротивление связующих проводов, а специальный резистор, предназначенный для подавления (демпфирования) колебательного характера переходного процесса. Обычно его величина выбирается чуть меньше R кр (g < 1). При воздействии на делитель прямоугольного импульса возникает быстро затухающий колебательный режим с небольшим выбросом напряжения. Можно оценить требуемую величину для критического режима, когда t C = t L, т.е R 1С1 = L / R 1, где L - индуктивность делителя. Составной демпфирующий резистор R 1 выполняется на полное рабочее напряжение делителя. Постоянные времени высоковольтной и низковольтной измерительной части должны быть равны, т.е. R 1С1 = R 2С2. При выполнении этого условия демпфированный делитель иногда называют смешанным делителем с последовательным подключением сопротивлений и конденсаторов. Для делителя должны выполняться равенства коэффициента деления его составляющих:

. (2.15)

Для улучшения характеристик ёмкостного делителя напряжения в области низких частот параллельно конденсаторам делителя подключают резисторы (рис. 2.8б). В универсальных делителях (рис. 2.6) сочетают схемы демпфированного и смешанного делителей (рис. 2.8в).

Реакцию на прямоугольный импульс экспериментально определяют двумя способами. При первом на вход полностью собранной измерительной схемы подают периодические (50 или 100 раз в секунду) импульсы напряжения амплитудой около 100 В с фронтом нарастания менее 10-9 с. Такие импульсы несложно получить, используя механические коммутаторы, например, с ртутным реле или герконом. На выходе схемы осциллографом с широкополосным усилителем (с полосой пропускания до 109 Гц) измеряют реакцию. При втором способе в схеме с напряжением около нескольких десятков киловольт осуществляют крутой срез напряжения малоиндуктивным искровым промежутком, помещенным в сжатом газе. На выходе схемы обычным осциллографом фиксируют реакцию на срез. Иногда вместо среза используют разряд заряженного кабеля на волновое сопротивление через такой же искровой промежуток.

Важнейшей характеристикой делителей, кроме коэффициента деления, является их постоянная времени. Для правильного измерения быстропротекающих процессов с помощью делителей необходимо, чтобы постоянная времени делителя была в 5-10 раз меньше характеристического времени процесса. В противном случае будут наблюдаться искажения формы сигнала: затягивание фронта и уменьшение амплитуды сигнала на выходе по сравнению с расчетной.

Выбор типа делителя и его параметров, в первую очередь плеча высокого напряжения, должен производиться с учетом возможного его влияния на источник напряжения и на искажение самого измеряемого напряжения. Например, для обычных ГИН пригодны ёмкостные, омические и смешанные делители, если ёмкость плеча высокого напряжения много меньше ёмкости нагрузки, а сопротивление много больше разрядного сопротивления ГИН. При использовании в качестве плеча высокого напряжения ёмкости нагрузки или разрядного резистора ГИН остается лишь учесть возможные искажения импульса вдоль плеча и в измерительной схеме с низким напряжением. Некоторые устройства для измерения высоких напряжений состоящие из делителя напряжения и низковольтного вольтметра, выпускающиеся в РФ, показаны ми

 

Рис. 2.9. КВЦ-120 - Киловольтметр спектральный цифровой (к.т. 1, 0, 5; 0, 25%,) (R вх = 500 МОм ±0, 1%) Рис. 2.10. СКВ-100 - Цифровой кило-вольтметр (к.т. 0, 5) (С вх < = 200 пФ; R вх = 380 МОм; k = 10000)

Контрольные вопросы

1. 1. Какие типы делителей напряжения используются?

2. Как происходит снижение напряжения в омическом делителе?

3. Что такое коэффициент деления омического делителя и как он вычисляется?

4. Какое из двух сопротивлений больше в омическом делителе: высоковольтное или низковольтное?

5. Какие бывают погрешности измерений в омическом делителе?

6. Почему возникает температурная погрешность измерений омического делителя и как её снизить?

7. В чём различие высокоомных и низкоомных делителей напряжения?

8. Каков обычный диапазон токов в высоомных делителях?

9. Почему не рекомендуется уменьшать ток высокоомных делителей ниже 100 мкА?

10. Какова область применения высокоомных делителей?

11. Что такое постоянная времени делителя и как она вычисляется?

12. Как снизить постоянную времени делителя?

13. Какова величина сопротивления низкоомных делителей?

14. Какова область применения низкоомных делителей?

15. Какова допустимая температура нагрева сопротивлений низкоомного делителя при измерении импульсных токов?

16. От каких параметров зависит диапазон частот, пропускаемых делителем без искажений?

17. Почему падение напряжения на одинаковых по величине последовательно соединённых сопротивлениях делителя высокого напряжения может быть неравномерным?

18. Как снизить неравномерность распределения напряжения по высоте делителя?

19. Как влияет ли неравномерность распределения напряжения по высоте делителя на коэффициент деления?

20. Как определить величину индуктивности делителя?

21. Как влияет собственная индуктивность делителя на измерения импульсных напряжений?

22. Как рассчитать индуктивную составляющую постоянной времени делителя?

23. Как снизить собственную индуктивность делителя?

24. Что такое бифилярная намотка?

25. Как осуществляется встречная намотка проводов делителя?

26. Что есть общего и каковы различия при бифилярной и встречной намотке сопротивлений делителя?

27. Провода из каких сплавов применяются в низкоомных делителях напряжения?

28. Каков состав сплава константан и где он применяется?

29. Каков состав сплава манганин и где он применяется?

30. Каков состав сплава нихром и где он применяется?

31. Что такое паразитные связи и как они влияют на точность измерений?

32. Каков принцип деления напряжения в ёмкостном делителе?

33. Что такое коэффициент деления ёмкостного делителя и как он вычисляется?

34. Какой из двух кондесаторов больше в ёмкостном делителе: высоковольтное или низковольтное?

35. Какие бывают погрешности измерений в ёмкостном делителе?

36. Как измерить амплитудное значение напряжения ёмкостным делителем?

37. Как зависит коэффициент деления ёмкостного делителя от частоты?

38. Чем отличается демпфированный делитель от ёмкостного делителя?

39. Какова величина дополнительного (демпфирующего) сопротивления?

40. Последовательно или параллельно с конденсатором ставится демпфирующее сопротивление?

41. Какую роль играет демпфирующее сопротивление в делителе?

42. Чем смешанный делитель отличается от демпфированного делителя?

43. Чем смешанный делитель отличается от ёмкостного делителя?

44. Чем смешанный делитель отличается от омического делителя?

45. В чем различия смешанного и универсального делителя?






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.