Методы и средства повышения точности индуктивных делителей напряжения

• Автор: Ким, Валерий Львович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 342 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Метрологические характеристики и принципы

построения индуктивных делителей напряжения

1.1. Особенности нормирования метрологических характеристик ИДН

1.2. Принципы построения ИДН с высокими

метрологическими характеристиками

1.2.1. Пути уменьшения погрешностей ИДН в широком диапазоне частот

1.2.2. Способы повышения точности при больших ослаблениях

1.2.3. Способы уменьшения коммутационных перенапряжений

Выводы
Глава 2. Математическое моделирование
индуктивных делителей напряжения
2.1. Разработка математических моделей ИДН
2.1.1. Разработка математических моделей ИДН для частотной области
2.1.2. Расчет ИДН в частотной области ;
2.2. Моделирование ИДН в системе МАТЪАВ
2.2.1. Построение Г-модели однодекадного ИДН
2.2.2. Построение Г-модели двухдекадного ИДН
2.3. Анализ переходных процессов в ИДН
Выводы
Глава 3. Методы расширения частотного и динамического
диапазонов индуктивных делителей напряжения
3.1. Повышение точности многокаскадных ИДН
в диапазоне нижних частот
3.2. Повышение точности многокаскадных ИДН
в диапазоне верхних частот
3.2.1. Принципы построения и анализ метрологических характеристик ИДН с симметрирующими обмотками
3.2.2. Расчет погрешностей ИДН с симметрирующей обмоткой
в области средних частот
3.2.3. Расчет выходного импеданса ИДН с симметрирующей обмоткой, выполненного на одном сердечнике
3.2.4. Расчет выходного импеданса ИДН с симметрирующей обмоткой, выполненного на отдельных сердечниках
3.2.5. Способ уменьшения выходного импеданса
симметрирующей обмотки
3.2.6. Переходные процессы в ИДН с симметрирующей обмоткой
3.2.7. Новые способы уменьшения коммутационных
перенапряжений в ИДН
3.2.81 Расчет погрешности взаимодействия ИДН
с симметрирующей обмоткой
3.3. Анализ прохождения шумов через ИДН
Выводы
Глава 4. Разработка и исследование многоканальных
индуктивных делителей напряжения
4.1. Алгоритм определения частоты сопряжения в многоканальном ИДН
4.2. Композиционные индуктивные делители напряжения
4.3. Кодоуправляемые индуктивные делители напряжения
4.3.1. Способы повышения точности КИДН
4.3.2. Кодоуправляемые индуктивно-резистивные делители напряжения
4.3.3. Вопросы реализации универсальных КИРДН
4.3.3.1. Структуры универсальных КИРДН с автокоррекцией
4.3.3.2. Анализ подавления четных гармоник в управляемом аттенюаторе на сдвоенных полевых транзисторах
Выводы

Глава 5. Методы и средства метрологического обеспечения
индуктивных делителей напряжения
5.1. Расчет амплитудной погрешности декадного ИДН
5.2. Расчет амплитудной погрешности многодекадного ИДН
5.3. Расчет амплитудной погрешности двухдекадного ИДН, выполненного на отдельных сердечниках
5.4. Расчет амплитудной погрешности ИДН
с симметрирующей обмоткой
5.5. Эталонные ИДН
5.6. Прецизионные многоканальные ИДН
5.7. Компьютерные системы измерений параметров
и характеристик ИДН
5.8. Генераторы тестовых напряжений
5.9. Дифференциальный нановольтметр
Выводы
Заключение
Литература
Приложение А. Технические характеристики ИДН
Приложение Б. Установка измерительная комплексная К
Приложение В. Установка для поверки вольтметров В
Приложение Г. Методика проектирования маломощного
импульсного трансформатора
Приложение Д. Переходные характеристики ИДН
Приложение Е. Эталонный индуктивный делитель напряжения ДИ
Приложение Ж. Анализ погрешностей многокаскадного ИДН
Приложение И. Индуктивные делители напряжения Р755 и ДИ
Приложение К. Установка для проверки медицинских электродов УПЭ-2 ...316 Приложение Л. Модуль первичной обработки сигналов
для электрофизической установки ТОКАМАК-КТМ

тели строят в виде структур с переменными связями. Впервые многоканальный принцип построения многокаскадных ИДН был предложен М.С. Ройтманом [86]. Согласно этому способу количество каналов с постоянными связями равно количеству поддиапазонов, например, низкочастотный и высокочастотный, на которые разбивается весь диапазон рабочих частот. Изменение связей происходит на границах поддиапазонов так, чтобы в каждом из них работал отдельный делитель. Среди зарубежных мер отношения переменного тока следует отметить многоканальные ИДН, разработанные в таких ведущих метрологических центрах как NIST и NPL [87, 88]. В первом из них для повышения точности измерения импедансов в автоматических мостах используется двухканальный ИДН, работающий в диапазонах 50...2000 Гц и 2 кГц...1 МГц. В NPL трехканальный ИДН с рабочим диапазоном частот 20 Гц...120 кГц, разбитым на частотные поддиапазоны 20...200 Гц, 0,2...5 кГц и 5...120 кГц, является национальным эталоном отношения.
В других реализациях структур с переменными связями при переходе на более высокочастотный поддиапазон общий вход многокаскадного ИДН переключается на вход последующих (младших) каскадов, а старшие отключаются [82, 89].
Так тридцатиразрядный двоичный делитель, рассмотренный выше, является таковым только в низкочастотном диапазоне 10 Гц...2 кГц. В диапазоне частот 2...20 кГц входным разрядом становится восьмой, а старшие семь отключаются. Шестнадцатый разряд является входным в диапазоне 20... 100 кГц. Таким образом, с увеличением частоты уменьшается разрешающая способность с тридцати бит на низкой частоте до пятнадцати бит на высокой, что является существенным недостатком такого технического решения.
Применительно к программноуправляемым делителям напряжения принцип многоканальности позволяет создавать делители, работающие как на постоянном, так и на переменном токе в широком диапазоне частот. В одном из вариантов такой универсальный делитель содержит основной и дополнительный каналы [90]. В состав основного входят кодоуправляемый резистивный де-