Делитель напряжения. Измерения высоких токов и напряжений
 Скачать 16.74 Kb.
|
 Измерения высоких токов и напряжений. При измерении больших импульсных токов с малыми длительностями фронтов необходимо использовать измерительные шунты с достаточно малым активным сопротивлением и малой индуктивностью. При использовании для присоединения коаксиального кабеля должно быть выполнено согласование сопротивлений на конце кабеля. Для устранения влияния магнитного поля, вызванного большим импульсным током, съем напряжения необходимо проводить в области, экранированной от воздействия поля. Такую экранировку обеспечивают трубчатые и коаксиальные шунты. В них присоединение измерительного кабеля производится внутри тела шунта. Такие шунты, имея малое индуктивное и активное сопротивление, оказывают незначительное слияние на форму протекающего тока. Зависимость напряжения на шунте от измеряемого тока на шунте имеет большую линейность Основное влияние на ограничение полосы пропускания трубчатых и коаксиальных шунтов, в виду их малой индуктивности, оказывает скин эффект. Для уменьшение влияния скин эффекта необходимо соблюдать определенные требования к конструктивному исполнению шунтов. Для получения широкой полосы пропускания измерительного шунта необходимо использовать материал шунта с возможно меньшей проводимостью из немагнитного материала. Шунт должен быть достаточно массивен для обеспечения минимального нагрева при прохождении тока. Необходимо отметить, что увеличение диаметра и уменьшение толщины стенки шунта увеличивает ширину полосу пропускания. При измерении очень больших токов такими шунтами может потребоваться компенсация частотной характеристики. Конструктивная или с помощью внешней схемы. Для измерения больших импульсных токов применяют шунты и измерения поясом Роговского. Особенности измерения с помощью шунтов, т.к. измеряемые токи достаточно велики то конструкция шунта прочная, Прочность шунта от возникающей ЕДС. Маленькое сопротивление шунта находится в противоречии и имеет индуктивность шунта для измерений коротких импульсов тока при протекании коротких импульсов имеет место поверхностный эффект. Поэтому проводники шунта должны быть тонкими или выполнены в виде тонкого материала. Стоимость выполнений требований импульсов токов, возрастает с ростом величины этих токов. Это обусловлено необходимостью снижать сопротивление шунта низкую индуктивность эти механическую прочность. Практически из-за этих противоречий использование шунтов ограничилось импульсными токами нескольких кА (https://studopedia.org/9-87045.html) Использование «пояса Роговского» для измерения больших импульсных токов. измерительный трансформатор тока, выполненный в виде длинного замкнутого соленоида с произвольной и практически замкнутой формой и равномерной намоткой, один из выводов которой приведён к другому через ось соленоида. Назван в честь немецкого физика Вальтера Роговского. В ненагруженном поясе Роговского электродвижущая сила пропорциональна изменению тока I(t) в объекте измерения: {\displaystyle \varepsilon (t)={\frac {L}{N}}\cdot {\frac {dI(t)}{dt}},} где L — индуктивность, N — количество витков. Конструкция катушки Роговского представляет собой токовый трансформатор с воздушным сердечником. Хорошо подходит для измерения пульсаций тока в присутствии постоянной составляющей и вообще для измерения токовых импульсов. Необработанный выходной сигнал пропорционален производной тока в первичной цепи по времени, и для восстановления сигнала, пропорционального току, необходимо применить интегратор или фильтр нижних частот. Катушка наматывается на воздушный сердечник такого размера, чтобы через его отверстие могла быть пропущена шина с измеряемым током. Чтобы уменьшить паразитные ёмкости, витки должны быть намотаны с равными расстояниями друг от друга и в одну сторону. Для исключения влияния витка, создаваемого самой катушкой её конец возвращают к началу, прокладывая вдоль окружности тороида. В связи с тем что выходное напряжение обычно мало́, как правило, катушку экранируют от электрических помех. Экран при этом не должен образовывать короткозамкнутого витка. Выводы катушки должны быть также экранированы, причём один из выводов должен быть соединён с экраном и заземлён. Выходной сигнал катушки Роговского можно проинтегрировать с помощью простой RС-цепи, образующей фильтр низких частот, а можно использовать операционный усилитель. Преимуществом RС-фильтра является отсутствие необходимости его дополнительного питания, а недостатком — очень маленький сигнал на низких частотах. Хотя на рисунке и изображён тороид, в продаже встречаются катушки Роговского, выполненные в виде тонкого длинного соленоида, который при работе обвивают и фиксируют вокруг проводника с контролируемым током. Катушки Роговского практически не чувствительны к магнитным полям, имеющим постоянную амплитуду в пределах расположения катушки. А вот градиент магнитного поля, если он меняется во времени, создает ложные сигналы. Для их уменьшения следует делать катушку настолько малых размеров, насколько позволяют остальные элементы конструкции. Калибровка катушки Роговского выполняется на частоте 50 или 60 Гц. При этом, конечно, полоса частот фильтра или интегратора должна доходить до этих значений.( https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%8F%D1%81_%D0%A0%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE https://studfiles.net/preview/6757222/page:16/ |