專利名稱：多功能數(shù)字式高壓表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬高壓電器產(chǎn)品，廣泛用于電力行業(yè)生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室。
目前用于直接測(cè)量的高壓儀表，有球隙，根據(jù)球徑和兩球擊穿時(shí)的間隙用表格查對(duì)應(yīng)電壓，既費(fèi)時(shí)又不方便，測(cè)量結(jié)果還會(huì)受球隙周圍物體和環(huán)境等的影響。用得較多的靜電電壓表，兩個(gè)電極水平布置，在電場(chǎng)力的作用下，可動(dòng)電極帶動(dòng)反光鏡繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使張絲扭轉(zhuǎn)，靠光線反射到標(biāo)尺上給出讀數(shù)。由于電場(chǎng)力與電壓的平方成正比，因而標(biāo)度的起始部分刻度粗略，沒有精確的讀數(shù)，還須在帶電情況下靠得很近讀表，不很安全，電壓表的可動(dòng)電極在很小外力作用下就可能產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，因此使用時(shí)怕風(fēng)吹，怕振動(dòng)，使用前還須調(diào)水平。旋轉(zhuǎn)式伏特計(jì)一般在低壓電極上裝個(gè)傳感器，在傳感器的靜片和動(dòng)片上開有同樣大小的兩個(gè)扇形孔。動(dòng)片由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，在被測(cè)電場(chǎng)中交替地與靜片的孔重迭錯(cuò)開，得到測(cè)量信號(hào)。旋轉(zhuǎn)式伏特計(jì)可以用來測(cè)直流電壓，若測(cè)交流電壓，則只可測(cè)某一時(shí)刻的瞬時(shí)值，還必須用機(jī)械的方法調(diào)相位或改變電機(jī)供電電源相位方法，再測(cè)得一個(gè)相應(yīng)的電壓瞬時(shí)值。用來測(cè)量電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)儀，傳感器一般也開有兩個(gè)扇形孔，本發(fā)明人設(shè)計(jì)的開有多孔傳感器的場(chǎng)強(qiáng)儀已得到應(yīng)用，但從未被人利用來測(cè)量交流電壓。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種新穎的高壓測(cè)量儀表，可以一表多用，適用于多種電量測(cè)定，并采用數(shù)字顯示，使之使用方便可靠。
為實(shí)現(xiàn)這樣的發(fā)明目的，本發(fā)明人利用了旋轉(zhuǎn)式伏特計(jì)原理和場(chǎng)強(qiáng)儀的傳感器多孔結(jié)構(gòu)，用一對(duì)球隙作為高壓電極和低壓電極，用相同尺寸和相同形狀的靜片和動(dòng)片組成低壓電極中的傳感器。關(guān)鍵是在靜片和動(dòng)片上，開有比較多的n個(gè)葉型孔，比如16個(gè)孔，18個(gè)孔等。動(dòng)片被同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，時(shí)而遮住靜片，時(shí)而又將靜片暴露在外界被測(cè)電場(chǎng)中，于是在與靜片連接的接地電阻上得到一個(gè)交流電壓信號(hào)。再將此信號(hào)經(jīng)濾波、選頻、放大、整流后，送數(shù)字顯示器，直接讀出被測(cè)的電壓值。附

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。高壓電極1為一個(gè)扁圓的銅球，裝在絕緣支架4上，絕緣支架4則用螺釘固定在底盤5上，低壓電極2也是一個(gè)扁圓型銅球，其中心有一個(gè)傳感器3，測(cè)量控制線路及數(shù)字顯示器6裝在底盤5內(nèi)，附圖2為傳感器的俯視圖，動(dòng)片在上面，中心軸與同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，靜片在動(dòng)片的下面，通過一個(gè)電阻接地，動(dòng)片和靜片上均開有相同形狀和大小的18個(gè)孔。附圖3為信號(hào)處理的電路原理圖，輸出端接電壓數(shù)字顯示器，線路板裝在底盤5內(nèi)。
當(dāng)被測(cè)的是交流電壓時(shí)，由同步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)片，使之同被測(cè)信號(hào)同步，這樣被測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)被分成n個(gè)不同幅值的正弦交流信號(hào)，這些正弦波的包絡(luò)線就是被測(cè)工頻電壓信號(hào)。這些不同幅值的正弦波經(jīng)濾波、選頻、放大和高精度的整流電路處理后送數(shù)字顯示器。n取值越大，越能得到精確的數(shù)值，但n的取值、又要受制造的限制，不可能取得太大。實(shí)驗(yàn)表明，n＝10時(shí)，得到的包絡(luò)線已經(jīng)接近被測(cè)信號(hào)。當(dāng)被測(cè)的是直流電壓時(shí)，通過傳感器得到的是將直流電壓分成n個(gè)等幅的正弦交流電壓信號(hào)，再將這些等幅值的正弦波濾波、選頻、放大、整流到顯示器輸出數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型除了可以測(cè)量交、直流電壓值，包括非正弦交流電壓值，還可以在輸出端接上示波器測(cè)交流電壓波形，并從波形中得到被測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)n個(gè)不同時(shí)刻的瞬時(shí)值。拆下絕緣支架4連接底盤5的固定螺絲，并取下高壓電極1，就是一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)儀，能測(cè)交直流地面電場(chǎng)。
在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量電壓范圍從0～100kv，絕緣支架4用環(huán)氧玻璃棒材料制成，高壓電極1與低壓電極2的間隙為108mm，兩個(gè)電極都為扁圓型，最大直徑為200mm，傳感器3中的靜片動(dòng)片開有18個(gè)葉型孔，采用附圖3的電路原理圖。試驗(yàn)時(shí)，用0.2級(jí)PT，并用0.5級(jí)表校驗(yàn)，本實(shí)用新型得到的數(shù)據(jù)與靜電電壓表相比，要精確得多，約差一個(gè)數(shù)量級(jí)。
由于本實(shí)用新型將開有多孔的傳感器應(yīng)用到測(cè)交直流電壓方面，得到了測(cè)量精確、一表多用的效果。采用了數(shù)字顯示器后，可以在較遠(yuǎn)距離清楚直觀地讀表，既方便安全，又準(zhǔn)確可靠。
權(quán)利要求1.一種高壓測(cè)量儀表，由高壓電極1和低壓電極2組成一對(duì)球隙，低壓電極2的中心有一個(gè)開孔的傳感器3，其特征在于高壓電極1通過絕緣支架4固定在底盤5上，傳感器的動(dòng)片靜片上開有相同形狀、相同大小的n個(gè)葉型孔，底盤上裝有數(shù)字顯示器6。
專利摘要一種多功能數(shù)字式高壓電表，由高壓電極和低壓電極組成一對(duì)球隙，在傳感器的靜片和動(dòng)片上開有相同形狀相同尺寸的比較多的葉型孔，被測(cè)信號(hào)經(jīng)濾波、選頻、放大、整流后送數(shù)字顯示器直讀數(shù)據(jù)，可以測(cè)交、直流電壓，測(cè)交流電壓波形及各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)值，還可以作為場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)交直流地面電場(chǎng)，測(cè)量方便可靠，一表多用。
文檔編號(hào)G01R19/00GK2048193SQ89206239
公開日1989年11月22日 申請(qǐng)日期1989年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月24日
發(fā)明者韓振東, 秦松林 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)