Indukční děliče napětí

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Indukční děliče napětí"

Roman Pokorný
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 POMĚROVÉ PRVKY

2 Indukční děliče napětí 2

3 Jednoduchý indukční dělič napětí k v D D i1 U Ui D 1α jβ U D k / m Jádro toroidního tvaru z materiálu s vysokou permeabilitou. Všechny sekce navinuty současně kabelem realizovaným prokroucením m vodičů stejné délky. 3

4 Náhradní schéma dekadického indukčního děliče napětí pro oblast nízkých kmitočtů: s klesajícím kmitočtem výrazně roste ta složka chyby děliče, která je způsobená nestejnými ohmickými i odpory jednotlivých sekcí poměrového vinutí. 4

roste ta složka chyby děliče, která je způsobená

5 Náhradní schéma dekadického indukčního děliče napětí pro oblast vyšších kmitočtů: pro dva komplementární dělicí poměry, tj. pro dva poměry, pro něž platí je D ε a tedy ε 1 D2 1 D1 ε D2 05 0,5 ε05 0,5 0 5

6 Indukční dělič napětí v Kelvinově Varleyho zapojení p v i p1 p i1 U U U 6

7 Sedmidekádový indukční dělič napětí GenRad 1493 Reálná část absolutní chyby nastaveného dělicího poměru je v kmitočtovém pásmu 50 Hz až 2000 Hz maximálně ± Fázová chyba (úhel mezi výstupním napětím děliče a jeho napětím vstupním) je při kmitočtu 1000 Hz a na dělicích poměrech 0,1 až 1 menší než ± 6 μrad. Vstupní impedance nezatíženého děliče je větší než 150 kω při 1000 Hz. Výstupní impedance je maximálně 3,5 Ω, 62 μh, minimálně 0,5 Ω,, 6 μh. Maximální vstupní napětí: U max = 350 V pro kmitočty f > 1000 Hz U max = 0,35 f [V; Hz] pro kmitočty f < 1000 Hz 7

Fázová chyba (úhel mezi výstupním napětím děliče a jeho napětím vstupním) je při kmitočtu 1000 Hz a na dělicích poměrech 0,1 až 1 menší než ± 6

8 Kmitočtová závislost vstupní impedance nazatíženého děliče GenRad 1493 v pásmu nízkých kmitočtů Z R j X d d d 8

9 Indukční dělič napětí s pomocným buzením a jeho náhradní schéma Φ Φ Φ Φ 0 I Z Z Z I I I I I 1 2 z Z U Z 1 9

10 Zvýšení vstupní impedance pomocí napěťového sledovače 10

11 Kalibrace vícedekádových indukčních děličů napětí Kalibrační body : i /11, i = 1, 2,..., 10, tj. 1/11 = 0, /11 = 0, /11 = 0, /11 = 0, /11 = 0, atd. 11

1/11 = 0,090 909 09 2/11 = 0,181 818 18 3/11 =

12 Kalibrační procedura: 1) porovnání testovaného vícedekádového děliče s referenčním děličem s 11 sekcemi, 2) kalibrace referenčního děliče s využitím pomocného transformátoru s převodem 11:1 (před experimentem není třeba znát přesnou hodnotu převodu pomocného transformátoru!). 12

s využitím pomocného transformátoru s převodem 11:1 (před

13 Porovnání dvou indukčních děličů s pomocným buzením 1 10/11 IDG IDR ID 2/11 1/11 LIZ 0 13

14 Kalibrace referenčního děliče 1 10/11 IDG IDR T 2/11 1/11 LIZ 0 14

15 Proudové komparátory 15

16 Střídavé proudové komparátory 16

17 Jednoduchý střídavý proudový komparátor Ideální: N pip NsIs 0 I I s p N N p s 1 n Skutečný: I I s p 1 (1 ε ) n 17

18 Střídavý proudový komparátor se stíněními 18

19 Parazitní kapacity: vlastní kapacity poměrových vinutí, kapacity rozložené mezi poměrovými vinutími navzájem, kapacity rozložené mezi poměrovými vinutími a stíněním. Tyto kapacity způsobují, že proudy vstupující do poměrových vinutí nejsou shodné s proudy, které z těchto vinutí vystupují. Např. ř pro sekundární vinutí lze napsat I I β s s 1. V současné době je zvykem převod komparátoru definovat pomocí proudů procházejících vyznačenými začátky poměrových vinutí. 19

Tyto kapacity způsobují, že proudy vstupující do poměrových vinutí nejsou shodné s proudy, které z těchto vinutí

20 β závisí nejen na hodnotách parazitních kapacit, ale též na velikostech napětí, která jsou těmto kapacitám vnucena obvodem, do kterého je komparátor připojen. V této souvislosti bývá zvykem komparátory kalibrovat i provozovat tak, že označené začítky poměrových vinutí jsou na zemním potenciálu (v tomto případě jsou ve vyváženém komparátoru jedinými napěťovými zdroji napěťové úbytky vytvořené proudy I p a I s na odporech a rozptylových indukčnostech obou poměrových vinutí). 20

V této souvislosti bývá zvykem komparátory kalibrovat i provozovat tak, že označené začítky poměrových vinutí jsou na

21 Kompenzovaný proudový komparátor V rovnováze je N N N 1I1 2Is 2Ik0 Na magnetické stínění působí ů magnetické napětí U N I N I N I mst s 2 k Odpovídající tok ve stínění je Φ U R st mst mst N I R 2 k mst 21

22 Tok Φ st indukuje do sekundárního vinutí napětí, které prakticky eliminuje všechny napěťové úbytky mezi body A a B, tj. úbytek na odporu sekundárního vinutí, úbytek na rozptylové indukčnosti sekundárního vinutí, úbytek na případné zatěžovací impedanci v sérii se sekundárním vinutím. realizace magnetického stínění ze 4 toroidů 22

23 Kalibrace měřicího transformátoru proudu (napájení do primárního obvodu) ε MT εkpk r G j ωc 23

24 Kalibrace měřicího transformátoru proudu (napájení do sekundárního obvodu) ε ε r G j ωc MT KPK j 24

25 Kalibrace měřicího transformátoru proudu (automatická verze) I I I I I U m st sk sk st U I 1 ε m m m m p Ip n Ip n R I 1 R n m ε MT MT 25

26 Stejnosměrné proudové komparátory 26

27 Proudový komparátor se třemi vinutími a magnetický modulátor 27

28 Stejnosměrný proudový komparátor 28

29 Automaticky vyvažovaný stejnosměrný proudový komparátor 29

30 Koaxiální tlumivky 30

31 Koaxiální tlumivka a její náhradní schéma Z jωω 2 μμ0 N S l s U Z I I U Z I I Z I I U I I U U

32 Náhradní schéma koaxiální tlumivky s propojenou žilou a pláštěm navinutého koaxiálního kabelu 32

33 Měřicí systém se zemní smyčkou U U U r I ch p2 ch v U ch 0 v U ch 33

34 Část obvodu obsahující koaxiální tlumivku 34

35 Aktivní koaxiální tlumivka 35

Podobné dokumenty

ZADÁNÍ: ÚVOD: SCHÉMA:

ZADÁNÍ: ÚVOD: SCHÉMA: ZADÁNÍ: ) U daného síťového transformátoru vyhodnoťte osciloskopickou metodou ze zobrazení hysterezní smyčky hlavní magnetické vlastnosti jádra - H MAX,H 0,B r při B MAX T. 2) Ze zjištěného průběhu hysterezní