專利名稱：用比率疊加方式測量高電壓、高電阻的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種測量高電阻、高電壓的方法，特別指用于電學(xué)計量中，用比率疊加方式，由高級標(biāo)準(zhǔn)向低等級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量值傳遞時的ー種測量高電阻、高電壓的方法。
背景技術(shù)：
目前，在電學(xué)計量高電阻、高電壓的測量過程中，主要使用高阻電橋、高壓分壓器，用這些儀器進(jìn)行檢測，接線繁瑣、準(zhǔn)確度低。研究ー種接線簡單、準(zhǔn)確度高的測量方法是計量部門所急需的
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供ー種用比率疊加方式測量高電壓、高電阻的方法，這種方法是ー種接線簡單、準(zhǔn)確度高的高電阻、高電壓測量方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題由如下方案來實現(xiàn)比率疊加方式測量高電壓、高電阻的方法是指在電學(xué)計量中已知全部電氣參數(shù)的高準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)K1，疊加在僅知低壓臂電抗值ΖΛ的比率標(biāo)準(zhǔn)Κ2中，即兩比率標(biāo)準(zhǔn)的高壓臂阻抗串聯(lián)成Zx+Zi，兩低壓臂阻抗也串聯(lián)成Ζ2+ΖΛ，形成一新的比率標(biāo)準(zhǔn)Κ1+2，當(dāng)所述比率標(biāo)準(zhǔn)Κ1+2高壓臂輸入端施加的電壓Vx或高壓臂未知電抗值Zx需要測量時，通過對所述比率標(biāo)準(zhǔn)Κ1+2的比率疊加前后低壓臂輸出電壓Vcl和Vc2的測量與已知電氣參數(shù)形成的數(shù)學(xué)方程組Vx = VclX (Ζχ+ΖΔ)/ΖΔ ；Vx =Vc2X (Ζχ+Ζ1+Ζ2+ΖΔ)/(Ζ2+ΖΔ)的計算即可測量出Vx與Zx的實際值；也可通過調(diào)整所述比率標(biāo)準(zhǔn)Κ1+2的低壓臂電路中ΖΛ參數(shù)的電抗值使其在比率標(biāo)準(zhǔn)疊加前后的低壓臂輸出電壓值相等，此時K1 = K2 = Κ1+2按如下數(shù)學(xué)公式Vx = VcX (Z1-Z2VZ2 ；Zx = ΖΔ XZ1ZZ2,也可測量出Vx與Zx的實際值。本發(fā)明的優(yōu)點是本方法可用于新型精密高阻計、高壓分壓比率計量標(biāo)準(zhǔn)、高壓輸電中可在線自校準(zhǔn)的高壓分壓器的設(shè)計制造。


圖I比率疊加法的高壓高阻測量裝置電氣結(jié)構(gòu)圖。
圖2比率疊加法的高壓高阻測量裝置電氣原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合圖I、圖2詳細(xì)說明本方法所用的ー個直流高壓高阻測量裝置實施例，但不對本發(fā)明的權(quán)利要求作任何限定。本比率疊加方式測量高電壓、高電阻的方法是指在電學(xué)計量中已知全部電氣參數(shù)的高準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)Kl，疊加在僅知低壓臂電抗值ΖΔ的比率標(biāo)準(zhǔn)Κ2中，即兩比率標(biāo)準(zhǔn)的高壓臂阻抗串聯(lián)成Zx+Zi，兩低壓臂阻抗也串聯(lián)成Ζ2+ΖΛ，形成一新的比率標(biāo)準(zhǔn)K1+2，當(dāng)所述比率標(biāo)準(zhǔn)Κ1+2高壓臂輸入端施加的電壓Vx或高壓臂未知電抗值Zx需要測量時，通過對所述比率標(biāo)準(zhǔn)K1+2的比率疊加前后低壓臂輸出電壓Vcl和Vc2的測量與已知電氣參數(shù)形成的數(shù)學(xué)方程組Vx = VclX (Ζχ+ΖΔ)/ΖΔ ；Vx = Vc2X (Zx+Z^VZj/(Ζ2+ΖΔ)的計算即可測量出Vx與Zx的實際值；也可通過調(diào)整所述比率標(biāo)準(zhǔn)Κ1+2的低壓臂電路中ΖΛ參數(shù)的電抗值使其在比率標(biāo)準(zhǔn)疊加前后的低壓臂輸出電壓值相等，此時K1 = K2 = K"按如下數(shù)學(xué)公式Vx =VcX (Z^Z2)/Z2 ；Ζχ = ΖΔ XZ1A2，也可測量出Vx與Zx的實際值。如圖1，圖2所示，直流高壓高阻測量裝置的箱體1，由鐵制金屬板制成，所述箱體的下部安裝有構(gòu)成低準(zhǔn)確度電壓比率標(biāo)準(zhǔn)的低壓臂2，它由六組旋轉(zhuǎn)波段開關(guān)制成調(diào)整范圍為0.01 Ω 10000Μ Ω的精密可調(diào)電阻箱構(gòu)成；所述箱體的上部左一，安裝有測量輸入端子在上、儀器接地端子在它的下面的Rx/Vx測量端ロ 5 ;左ニ是用于保護(hù)測量端ロ 5的電壓超過規(guī)定值時保護(hù)儀器及操作人員安全的保護(hù)裝置7 ;左三是高準(zhǔn)確度低壓比率標(biāo)準(zhǔn)8，它由雙層旋轉(zhuǎn)波段開關(guān)制成，其每層由相互并聯(lián)的10只精密電阻構(gòu)成，它們一端分別連 接在旋轉(zhuǎn)波段開關(guān)的不同固定位上，另一端相互連接在一起構(gòu)成比率標(biāo)準(zhǔn)的高壓端和公共端，上下兩層相同位的電阻組成共十個不同的比率值，具體電壓測量用比率10000 I、5000 1,2000 UlOOO I 四個，電阻測量用 10000/1、1000/1、100/1、10/1、1/1、1/10、六個，開關(guān)的滑動位連接在一起作為比率標(biāo)準(zhǔn)的分壓輸出端；左四是由雙層選擇開關(guān)制成的比率疊加開關(guān)9，它在切出位吋，使高準(zhǔn)確度的精密低壓比率標(biāo)準(zhǔn)8的高壓端、輸出端、與公共端相互短路，此時串聯(lián)在耐高電壓的低準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)的中間的高準(zhǔn)確度低壓比率標(biāo)準(zhǔn)8切出，即完成比率切出；在疊加位吋，使高準(zhǔn)確度低壓比率標(biāo)準(zhǔn)8高壓端、輸出端與公共端相互開路，此時高準(zhǔn)確度低壓比率標(biāo)準(zhǔn)8串聯(lián)在耐高電壓的低準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)的中間即完成比率疊加；左五由單層兩位選擇開關(guān)制成的用于選擇比率平衡/電阻測量位和電壓測量位選擇開關(guān)10 ;比率平衡指示儀11安裝在右邊中，Vc電壓測量端ロ 13安裝在右邊中上；所述測量裝置，測量未知高電阻6的實際值Rx和未知直流高電壓源4的電壓輸出實際值Vx時有兩種形式。形式I :比率疊加開關(guān)9至切出位，選擇開關(guān)10至電壓測量位，調(diào)整直流高壓電源4輸出直流電壓需要測量的顯示值或未知高電阻Rx標(biāo)稱的耐壓值，調(diào)整低壓臂2的阻值，使直流高壓電源4輸出電壓值與直流數(shù)字電壓表12顯示值的比值接近電阻測量用的標(biāo)稱比率值如100/1，調(diào)整精密低壓比率標(biāo)準(zhǔn)8的標(biāo)稱比率值至100/1，比率疊加開關(guān)9至疊加位，選擇開關(guān)10至比率平衡/電阻測量位，此時調(diào)整低壓臂2的阻值與調(diào)整比率疊加開關(guān)9，使比率平衡指示儀11在比率疊加和切出時前后的指示點相同，此時由低壓臂2和未知高電阻6的實際值Rx構(gòu)成的低準(zhǔn)確度電壓比率標(biāo)準(zhǔn)的比率值等于高準(zhǔn)確度低壓比率標(biāo)準(zhǔn)8的指示值，即完成了高準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)向低準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)的量值傳遞過程；然后選擇開關(guān)10至電壓測量位，記錄數(shù)字表讀數(shù)和低壓臂2的指示值；即完成未知高電阻6的實際電阻值Rx、耐壓值Vk和未知直流高電壓源4的電壓輸出實際值Vx測量工作Rx =比率值(100/1) X低壓臂2的阻值、Vk=比率值(100/1) X數(shù)字電壓表12顯示值、Vx=(比率值(100/1)+1) X數(shù)字電壓表12顯示值。形式2 :比率疊加開關(guān)9至切出位時由低壓臂輸出電壓的數(shù)字表測量值為Vcl 匕率疊加開關(guān)9至疊加位時由低壓臂輸出電壓的數(shù)字表測量值為Vc2 ;即完成直流高壓的測量過程；此時直流高電壓Vx的實際值與所述基于比率疊加法的高壓高阻測量裝置的參數(shù)有如下關(guān)系“Vx = VclX (Ζχ+ΖΔ)/ΖΔ ；Vx = Vc2X (Zx+ZJA+Za) ΛΖ2+ΖΔ) ”，解上述ニ元一次方程組即可計算出Vk和Vx與Rx的實際值。形式I適合開發(fā)在實驗室中使用的高壓比率標(biāo)準(zhǔn)，精密高電阻測量儀等；形式2適合用數(shù)字表和計算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理軟件配合使用，適用于開發(fā)在線自校準(zhǔn)的高壓分壓器，絕緣監(jiān)測儀器等。權(quán)利要求
1.比率疊加方式測量高電壓、高電阻的方法，其特征是指在電學(xué)計量中已知全部電氣參數(shù)的高準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)Kl，疊加在僅知低壓臂電抗值Za的比率標(biāo)準(zhǔn)K2中，即兩比率標(biāo)準(zhǔn)的高壓臂阻抗串聯(lián)成Z-Z1，兩低壓臂阻抗也串聯(lián)成Z2+ZA，形成一新的比率標(biāo)準(zhǔn)K1+2，當(dāng)所述比率標(biāo)準(zhǔn)K1+2高壓臂輸入端施加的電壓Vx或高壓臂未知電抗值Zx需要測量時，通過對所述比率標(biāo)準(zhǔn)K1+2的比率疊加前后低壓臂輸出電壓Vcl和Vc2的測量與已知電氣參數(shù)形成的數(shù)學(xué)方程組Vx = VclX (Zx+ZA)/ZA ；Vx = Vc2X (Zx+Z^VZj/(Z2+ZA)的計算即可測量出Vx與Zx的實際值；也可通過調(diào)整所述比率標(biāo)準(zhǔn)K1+2的低壓臂電路中Za參數(shù)的電抗值使其在比率標(biāo)準(zhǔn)疊加前后的低壓臂輸出電壓值相等，此時K1 = K2 = K1+2按如下數(shù)學(xué)公式Vx = VcX (Z^Z2) /Z2 ；Zx = ZaXZ1A2,也可測量出Vx與Zx的實際值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種比率疊加方式測量高電壓、高電阻的方法，即已知全部電氣參數(shù)的高準(zhǔn)確度比率標(biāo)準(zhǔn)疊加在僅知低壓臂電抗值的比率標(biāo)準(zhǔn)中，形成一新的比率標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)所述新的比率標(biāo)準(zhǔn)高壓臂輸入端施加的電壓Vx或高壓臂未知電抗值Zx需要測量時，通過對所述新的比率標(biāo)準(zhǔn)的比率疊加前后低壓臂輸出電壓的測量與已知電氣參數(shù)形成的數(shù)學(xué)方程組的計算即可測量出Vx與Zx的實際值；也可通過調(diào)整所述新的比率標(biāo)準(zhǔn)的低壓臂電路參數(shù)，使其在比率標(biāo)準(zhǔn)疊加前后的低壓臂輸出電壓值相等，也可測量出Vx與Zx的實際值，這種方法可用于新型精密高阻計、高壓分壓比率計量標(biāo)準(zhǔn)、高壓輸電中可在線自校準(zhǔn)的高壓分壓器的設(shè)計制造。
文檔編號G01R27/02GK102662098SQ20121017965
公開日2012年9月12日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者呂金華, 呼和, 閆立新 申請人:內(nèi)蒙古自治區(qū)計量測試研究院