專利名稱：直流高壓測(cè)量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流高壓測(cè)量裝置。
目前，世界上較通用的直流高壓測(cè)量儀的基本結(jié)構(gòu)是設(shè)置兩個(gè)直徑約半米左右的圓球，兩個(gè)圓球間隔一段距離，其中一只圓球通過高壓探頭接被測(cè)的直流高壓信號(hào)(數(shù)萬伏至數(shù)十萬伏)，另一只圓球通過靜電感應(yīng)獲得較低的電壓，該電壓再經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換為電壓顯示器能夠承受的低電壓，由電壓顯示器顯示出一個(gè)值。但是，使用者將該值乘上一個(gè)系數(shù)后才能得到真正的被測(cè)高壓值，而且該系數(shù)隨著被測(cè)電壓的不同而變化，使用者需查表才能獲得；當(dāng)環(huán)境的濕度、溫度或磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，往往會(huì)影響兩球的靜電感應(yīng)，以至于影響測(cè)量結(jié)果。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種能直接測(cè)量直流高壓、而且測(cè)量誤差小、受環(huán)境影響小、體積小的直流高壓測(cè)量儀。
本實(shí)用新型的目的可以通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型包括高壓探頭、電壓轉(zhuǎn)換裝置和電壓顯示器；將被測(cè)的直流高壓信號(hào)接高壓探頭的輸入端，高壓探頭的輸出端接能將高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為低壓信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端，電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端接電壓顯示器；其特征在于電壓轉(zhuǎn)換裝置是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器；在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上跨接有模擬誤差校正電阻，這兩個(gè)引腳接在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器內(nèi)部的模擬校準(zhǔn)系統(tǒng)部分的某級(jí)邏輯運(yùn)算電路的輸入端，使得跨接在這兩個(gè)引腳上的模擬誤差校正電阻與該級(jí)邏輯運(yùn)算電路相串聯(lián)。該模擬誤差校正電阻是用于調(diào)節(jié)模擬校準(zhǔn)系統(tǒng)的反饋量，以校正由于高壓探頭的分壓精度不高引起的測(cè)量誤差，其校正方法是高壓探頭接一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)直流高壓電源，該電源電壓輸出值應(yīng)為本實(shí)用新型量程區(qū)間的中央，若電壓顯示器的顯示與標(biāo)準(zhǔn)直流高壓電源輸出值有誤差，則調(diào)節(jié)模擬誤差校正電阻的電阻值，直到電壓顯示器顯示的電壓值與標(biāo)準(zhǔn)直流高壓電源相同為止，為了敘述方便，以下稱該點(diǎn)的電壓為校正點(diǎn)電壓。該校正過程在儀器出廠時(shí)一次性校正即可，為了校正方便，可選用兩個(gè)以上的電位器加電阻串聯(lián)作為模擬誤差校正電阻。上述的模擬誤差校正電阻只能保證校正點(diǎn)電壓顯示的準(zhǔn)確性，若被測(cè)高壓在大動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)變化時(shí)，則輸入高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的被測(cè)電壓會(huì)有一定的誤差，從而使電壓顯示器顯示的誤差變大。如果需要提高測(cè)量精度，在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上跨接的模擬誤差校正電阻由多路模擬誤差校正電路并聯(lián)而成的模擬誤差反饋系統(tǒng)取而代之，每路模擬誤差校正電路主要由電壓量程切換開關(guān)和模擬誤差校正電阻串聯(lián)而成。這兩個(gè)引腳也是接在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器內(nèi)部的模擬校準(zhǔn)系統(tǒng)部分的某級(jí)邏輯運(yùn)算電路的輸入端，使得跨接在這兩個(gè)引腳上的模擬誤差反饋系統(tǒng)與該級(jí)邏輯運(yùn)算電路相串聯(lián)。測(cè)量精度要求越高，則設(shè)置的模擬誤差校正電路的路數(shù)越多，每路模擬誤差校正電路都對(duì)應(yīng)一電壓量程區(qū)間，在直流高壓測(cè)量時(shí)，根據(jù)被測(cè)電壓所屬的量程區(qū)間，用電壓量程切換開關(guān)將相應(yīng)一路的模擬誤差校正電路切換上去。每路模擬誤差校正電路中的模擬誤差校正電阻的調(diào)節(jié)方法與在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上跨接有單個(gè)模擬誤差校正電阻的調(diào)節(jié)方法相同，只是標(biāo)準(zhǔn)直流高壓電源的電壓輸出值應(yīng)選在相應(yīng)量程區(qū)間的中央。實(shí)際上，在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上跨接單個(gè)模擬誤差校正電阻，相當(dāng)于將本實(shí)用新型的電壓測(cè)量范圍劃分為一個(gè)量程區(qū)間，而在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上跨接由多路模擬誤差校正電路并聯(lián)而成的模擬誤差反饋系統(tǒng)，則相當(dāng)于將本實(shí)用新型的電壓測(cè)量范圍劃分為多個(gè)量程區(qū)間。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有較大優(yōu)點(diǎn)對(duì)高壓探頭的分壓比要求不高，即使正負(fù)誤差為設(shè)計(jì)要求的20％或30％，也不會(huì)影響本實(shí)用新型的測(cè)量精度；使用安全，由于高壓動(dòng)態(tài)譯碼器和高壓矩陣裂變處理器都用絕緣材料封裝，故被測(cè)高電壓可直接進(jìn)入儀器內(nèi)，但對(duì)使用者無危險(xiǎn)，空氣濕度也不影響測(cè)量結(jié)果；顯示穩(wěn)定，對(duì)于負(fù)載特性較差的被測(cè)高壓源，本實(shí)用新型只顯示被測(cè)瞬間的電壓值并穩(wěn)定顯示，即使被測(cè)電源隨后發(fā)生電壓下降，也不影響隨后的電壓顯示；測(cè)量精度高，顯示直觀。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述
附

圖1為本實(shí)用新型的電壓轉(zhuǎn)換裝置采用高壓動(dòng)態(tài)譯碼器時(shí)的電路方框圖；附圖2為本實(shí)用新型的電壓轉(zhuǎn)換裝置采用高壓動(dòng)態(tài)譯碼器時(shí)，由8路模擬誤差校正電路組成的模擬誤差反饋系統(tǒng)及由8路校零電路組成的校零系統(tǒng)的電路原理圖，由于每路模擬誤差校正電路及每路校零電路都相同，附圖2中只繪出了第1路、第4路和第8路。
附圖3為本實(shí)用新型的電壓轉(zhuǎn)換裝置采用高壓矩陣裂變處理器時(shí)，由32路模擬誤差校正電路組成的模擬誤差反饋系統(tǒng)的電路原理圖，由于每路模擬誤差校正電路都相同，附圖3中只繪出了第1路和第32路。
實(shí)施例一高壓動(dòng)態(tài)譯碼器(High Voltage Dynamic Decoder)是用絕緣塑料和陶瓷封裝起來的組合件(Combination Device)，本實(shí)施例選用型號(hào)為HVD－83K的高壓動(dòng)態(tài)譯碼器，它共12條引腳，第12引腳是高壓輸入“HV”引腳，該引腳接高壓探頭的輸出端，第11引腳是對(duì)應(yīng)于第12引腳的高壓地“HV－D”端，該引腳接被測(cè)高壓信號(hào)的地。第6引腳和第7引腳分別是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器的電源端“＋VC”和“－VC”，第6引腳“＋VC”接＋12伏直流電源，第7引腳“－VC”接－12伏直流電源。第8、9、10引腳是對(duì)地引腳“GND”，這三個(gè)引腳短路后接在“＋12V”及“－12V”的對(duì)應(yīng)的“地”。第2引腳是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器的低壓輸出端“K”引腳，與該引腳對(duì)應(yīng)的地是第1引腳“GND”，這兩個(gè)引腳接到電壓顯示器的輸入端。電壓顯示器選用國營蘇州電訊儀器廠生產(chǎn)的SX2340系列4.5位數(shù)字面板表。第4引腳是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器內(nèi)部的微電腦模擬器部分的模擬量輸出引腳“MP”，第3引腳是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器內(nèi)部的模擬校準(zhǔn)系統(tǒng)部分的第一級(jí)邏輯運(yùn)算電路的輸入端“ALU”，在“ALU”和“MP”引腳之間跨接由8路模擬誤差校正電路并聯(lián)而成的模擬誤差反饋系統(tǒng)，以第1路為例模擬誤差校正電路由繼電器觸點(diǎn)J1－a、電阻R1和電位器W1串聯(lián)而成，J1－a相當(dāng)于第1路電壓量程切換開關(guān)，R1和W1串聯(lián)后相當(dāng)于第1路模擬誤差校正電阻。第5引腳是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器的校零引腳“AR”，該引腳主要用于儀器熱穩(wěn)定和熱平衡還末進(jìn)入儀器設(shè)有的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制范圍時(shí)強(qiáng)制手動(dòng)復(fù)零端。12V電源端和校零引腳“AR”之間跨接由8路校零電路并聯(lián)而成的校零系統(tǒng)，以第1路為例校零電路由繼電器觸點(diǎn)J1－b、電阻R1b和電位器W1－b串聯(lián)而成。各路繼電器觸點(diǎn)分別由8路繼電器來控制，第1路繼電器J1和雙路琴鍵開關(guān)K1串聯(lián)后，跨接在12V和0V之間；發(fā)光二極管D1和雙路琴健開關(guān)K1串聯(lián)后，也跨接在12V和0V之間。當(dāng)K1閉合，二極管D1亮，繼電器J1吸合，繼電器觸點(diǎn)J1－a和J1－b接通，第1路模擬誤差校正電路和第1路校零電路投入使用。其它各路模擬誤差校正電路及校零電路的組成及工作原理與第一路相同。
實(shí)施例二高壓矩陣裂變處理器(High Voltage Matrix Fission Processor)也是用絕緣塑料和陶瓷封裝起來的組合件(Combination Device)，本實(shí)施例選用的型號(hào)是HVM－128F，其中的12條引腳與HVD－83K高壓動(dòng)態(tài)譯碼器相同，但是高壓矩陣裂變處理器除了有高壓動(dòng)態(tài)譯碼器的所有引腳之外，還有第13引腳“H”、第14引腳“KD”及第15引腳“KF”。“H”引腳的輸出量為高壓矩陣裂變處理器計(jì)算出的誤差補(bǔ)償量與“K”引腳輸出的仿真值之和。“KF”是高壓矩陣裂變處理器內(nèi)部的模擬校準(zhǔn)系統(tǒng)部分的某級(jí)邏輯運(yùn)算電路的輸出引腳，“KD”是對(duì)應(yīng)于“KF”的下一級(jí)邏輯運(yùn)算電路的輸入引腳。兩個(gè)電位器及一個(gè)電阻串聯(lián)后跨接在“KD”與“KF”兩引腳之間，一個(gè)電阻及一個(gè)電位器串聯(lián)后跨接在12V電源與“AR”之間。第12引腳是高壓輸入“HV”引腳，該引腳接高壓探頭的輸出端，第11引腳是對(duì)應(yīng)于第12引腳的高壓地“HV－D”端，該引腳接被測(cè)高壓信號(hào)的地。第6引腳和第7引腳分別是高壓矩陣裂變處理器的電源端“＋VC”和“－VC”，第6引腳“＋VC”接＋12伏直流電源，第7引腳“－VC”接－12伏直流電源。第8、9、10引腳是對(duì)地引腳“GND”，這三個(gè)引腳短路后接在“＋12V”及“－12V”對(duì)應(yīng)的地。第2引腳是高壓矩陣裂變處理器的低壓輸出端“K”引腳，與該引腳對(duì)應(yīng)的地是第1引腳“GND”，這兩個(gè)引腳接到電壓顯示器的輸入端。電壓顯示器選用國營蘇州電訊儀器廠生產(chǎn)的SX2340系列4.5位數(shù)字面板表。在第3引腳“ALU”和第4引腳“MP”之間跨接由32路模擬誤差校正電路并聯(lián)而成的模擬誤差反饋系統(tǒng)，以第1路為例模擬誤差校正電路由繼電器觸點(diǎn)J10－b、電阻Rb10和電位器W10串聯(lián)而成，J10－b相當(dāng)于第1路電壓量程切換開關(guān)，Rb10和W10串聯(lián)后相當(dāng)于第1路模擬誤差校正電阻。與32路模擬誤差校正電路對(duì)應(yīng)有32路指示電路，第一路由繼電器觸點(diǎn)J10－a、電阻R10和發(fā)光二極管D10串聯(lián)而成，32路指示電路并聯(lián)后接在電源12V和0V兩端。32路模擬誤差校正電路和相對(duì)應(yīng)的32路指示電路中的繼電器觸點(diǎn)分別由32個(gè)繼電器J10－－J42控制，高壓矩陣裂變處理器的第13引腳“H”輸出的信號(hào)是高壓矩陣裂變處理器給出的誤差補(bǔ)償量與“K”引腳輸出的仿真值之和，所以“H”引腳輸出的高壓仿真值比“K”引腳輸出的高壓仿真值更接近于被測(cè)高壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后，微處理器得到一個(gè)數(shù)字仿真值。微處理器將本實(shí)用新型的電壓量程范圍劃分為32個(gè)量程區(qū)間，每個(gè)量程區(qū)間都有一個(gè)新的誤差補(bǔ)償量，微處理器根據(jù)數(shù)字仿真值的大小，將數(shù)字仿真值與新的誤差補(bǔ)償量迭加，根據(jù)迭加后的結(jié)果找到相應(yīng)的量程區(qū)間，由譯碼驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)J10－－J42中的相應(yīng)繼電器吸合，從而使相應(yīng)一路的模擬誤差校正電路投入使用，相應(yīng)的指示電路的發(fā)光二極管也亮。例如本實(shí)用新型的量程范圍為10KV－－330KV，則10KV－－20KV是第一量程區(qū)間，20KV－－30KV是第二量程區(qū)間，……，320KV－－330KV是第三十二量程區(qū)間。若被測(cè)高壓信號(hào)是23KV，“K”引腳輸出的仿真值是22.8KV，“H”引腳輸出的仿真值是22.9KV(高壓矩陣裂變處理器給出的誤差補(bǔ)償量是0.1KV)，微處理器再迭加一個(gè)新的誤差補(bǔ)償量0.09KV，使數(shù)字仿真值為22.99KV，微處理器由譯碼驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)第二路繼電器吸合，則第二路模擬誤差校正電路投入使用，“K”引腳輸出的電壓仿真值變?yōu)?2.9999KV并由電壓顯示器顯示出來。
權(quán)利要求1.一種直流高壓測(cè)量儀，包括高壓探頭、電壓轉(zhuǎn)換裝置和電壓顯示器；被測(cè)的直流高壓信號(hào)接高壓探頭的輸入端，高壓探頭的輸出端接能將高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為低壓信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸入端，電壓轉(zhuǎn)換裝置的輸出端接電壓顯示器；其特征在于電壓轉(zhuǎn)換裝置是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器；在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上跨接有模擬誤差校正電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流高壓測(cè)量儀，其特征在于在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上還可以跨接由多路模擬誤差校正電路并聯(lián)而成的模擬誤差反饋系統(tǒng)，每路模擬誤差校正電路主要由電壓量程切換開關(guān)和模擬誤差校正電阻串聯(lián)而成。
專利摘要一種直流高壓測(cè)量裝置，主要包括高壓探頭、電壓轉(zhuǎn)換器和電壓顯示器，其特征是電壓轉(zhuǎn)換器是高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器；在高壓動(dòng)態(tài)譯碼器或高壓矩陣裂變處理器的兩個(gè)引腳上跨接有模擬誤差校正電阻，或跨接由多路模擬誤差校正電路并聯(lián)而成的模擬誤差反饋系統(tǒng)，每路模擬誤差校正電路主要由電壓量程切換開關(guān)和模擬誤差校正電阻串聯(lián)而成?？捎米麟娨暀C(jī)、示波器、汽車等行業(yè)的高壓測(cè)量。
文檔編號(hào)G01R19/00GK2089176SQ9021468
公開日1991年11月20日 申請(qǐng)日期1990年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月29日
發(fā)明者馮偉平 申請(qǐng)人:馮偉平