1tom255

10. TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ 512

Tablica 10.4. Przekładnie i warunki stosowania dzielników napięciowych

Rocki dzieln	Warunki pomiaru U ika	Umiarkowane wartości napięć (małe wymiary dzielnika), stan ustalony	Bardzo wysokie wartości napięć (duże wymiary dzielnika), stan nieustalony	Rodzaj napięcia
1	2	3	4	5
Rezystuneyjny	nicobciążony (odosobniony)	« ^R'^+R2 ^ ^R,	.9, lecz z ograniczeniem: R,C. ~6 “ ^/dop	stałe i udarowe piorunowe (przemienne)
	w układzie z rys. 10.12a	"i" ^ 1 ^3 ^R,^R3
Pojemnościowy	nicobciążony (odosobniony)	3 ^C* ^+ C* ^9 C.		przemienne i udarowe
	w układzie z rys. 10.12b	„ c,+c2+c ^9= C,
	w układzie z rys. 10.12c	2 C, + C2 + C3 + C C,
Rezystancyjno-pojemnoś-ciowy, nicobciążony		9_ Ri+Ri _ C2+C2 k2 c2 R1C1 = R2C,	i-M przy	przemienne i udarowe (stałe)
Oznaczenia: 7^,op dopuszczalna (z uwagi na dokładność pomiaru) wartość czasu odpowiedzi dzielnika, C. pojemność zewnętrzna dzielnika (10 -M5 pF/m).

Przekładnia dzielnika .9 jest to stosunek napięcia wejścia u₁ na oba człony (rys. 10.12) do napięcia wyjścia it₂ z dolnego członu. W stanie ustalonym (powolne zmiany napięcia) przy niewielkich wymiarach dzielnika jego przekładnię wyznaczają zależności zestawione w kolumnie 3 tabl. 10.4. Przy bardzo szybkich zmianach napięcia i dużych wymiarach (dużych napięciach) dodatkowy wpływ na przekładnie mają sprzężenia pojemnościowe, zwłaszcza doziemne C₂. Niezbędna jest jej korekta wg kolumny 4 tabl. 10.4, a także ograniczenie czasu odpowiedzi T układu pomiarowego.

Czas odpowiedzi T jest miarą rozbieżności pomiędzy przebiegami impulsu jednostkowego l(t) a odpowiedzią jednostkową standaryzowaną hit) (rys. 10.13a, b) i wyraża się całką

T= J[l— )i(i)]dt    (10.11)

o

Stanowi on podstawę oszacowania błędu pomiaru. Jeśli mierzony impuls ma stromosc dU/ótaUJi_p (rys. 10.13c), to błąd względny pomiaru S_v = AU_m/U_ma T/t_p.

Rys. 10.13. Interpretacja graficzna czasu odpowiedzi dzielnika: aj odpowiedź wytłumiona; b) odpowiedź oscylacyjna, c) odpowiedź na impuls ukośny

Miernik napięcia, przeznaczony do współpracy z dzielnikiem, jest dobierany w zależności od tego czy chodzi tylko o pomiar wartości szczytowej udaru, czy też o cały jego przebieg.

W pierwszym przypadku jest to miernik wartości szczytowej (rys. 10.14a), w którym pojemność C jest ładowana przez prostownik D do wartości Ł/„„ utrzymującej się na woltomierzu elektrostatycznym lub cyfrowym Fdo chwili jego zwarcia przez wyłącznik W. Istotny jest przy tym przebieg ładowania i rozładowania pojemności C, zwłaszcza gdy duża jest częstość mierzonych impulsów. Zbyt duża stała czasowa RC (rys. 10.14c) powoduje opóźnienie u_c(t) w stosunku do amplitudy napięcia mierzonego u(t), a w konsekwencji — błąd pomiaru wartości ALJ _m (rys. 10.14d); natomiast zbyt szybkie rozładowanie pojemności C może utrudniać prawidłowy odczyt mierzonej wartości. Optymalizacji układu służą dodatkowe elementy typu R, C (rys. 10.14b).

Rys. 10.14. Podstawowe układy miernika wartości szczytowej (a...c) oraz przebiegi napięć (d)

W drugim przypadku jest to oscylograf szybkopiszący lub rejestrator cyfrowy. Ze względu na impulsowy charakter rejestrowanych przebiegów napięcie przyspieszające oscylografu musi mieć wartości na poziomie przekraczającym 20 kV. Czułość oscylografu a, definiowana jako stosunek odchylenia strumienia elektronów na ekranie lampy Ah do przyrostu napięcia odchylającego Au, a więc jako oi&Ah/Au jest zwykle na poziomie 0,1 mm/V.

33 Poradnik inżyniera elektryka tom 1