专利名称：用比率叠加方式测量高电压、高电阻的方法
技术领域：
本发明涉及ー种测量高电阻、高电压的方法，特别指用于电学计量中，用比率叠加方式，由高级标准向低等级标准进行量值传递时的ー种测量高电阻、高电压的方法。
背景技术：
目前，在电学计量高电阻、高电压的测量过程中，主要使用高阻电桥、高压分压器，用这些仪器进行检测，接线繁琐、准确度低。研究ー种接线简单、准确度高的測量方法是计量部门所急需的
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种用比率叠加方式測量高电压、高电阻的方法，这种方法是ー种接线简单、准确度高的高电阻、高电压测量方法。本发明要解决的技术问题由如下方案来实现比率叠加方式测量高电压、高电阻的方法是指在电学计量中已知全部电气參数的高准确度比率标准K1，叠加在仅知低压臂电抗值ΖΛ的比率标准Κ2中，即两比率标准的高压臂阻抗串联成Zx+Zi，两低压臂阻抗也串联成Ζ2+ΖΛ，形成一新的比率标准Κ1+2，当所述比率标准Κ1+2高压臂输入端施加的电压Vx或高压臂未知电抗值Zx需要测量时，通过对所述比率标准Κ1+2的比率叠加前后低压臂输出电压Vcl和Vc2的测量与已知电气參数形成的数学方程组Vx = VclX (Ζχ+ΖΔ)/ΖΔ ；Vx =Vc2X (Ζχ+Ζ1+Ζ2+ΖΔ)/(Ζ2+ΖΔ)的计算即可测量出Vx与Zx的实际值；也可通过调整所述比率标准Κ1+2的低压臂电路中ΖΛ參数的电抗值使其在比率标准叠加前后的低压臂输出电压值相等，此时K1 = K2 = Κ1+2按如下数学公式Vx = VcX (Z1-Z2VZ2 ；Zx = ΖΔ XZ1ZZ2,也可测量出Vx与Zx的实际值。本发明的优点是本方法可用于新型精密高阻计、高压分压比率计量标准、高压输电中可在线自校准的高压分压器的设计制造。
图I比率叠加法的高压高阻測量装置电气结构图。
图2比率叠加法的高压高阻測量装置电气原理图。
具体实施例方式下面结合图I、图2详细说明本方法所用的ー个直流高压高阻測量装置实施例，但不对本发明的权利要求作任何限定。本比率叠加方式测量高电压、高电阻的方法是指在电学计量中已知全部电气參数的高准确度比率标准Kl，叠加在仅知低压臂电抗值ΖΔ的比率标准Κ2中，即两比率标准的高压臂阻抗串联成Zx+Zi，两低压臂阻抗也串联成Ζ2+ΖΛ，形成一新的比率标准K1+2，当所述比率标准Κ1+2高压臂输入端施加的电压Vx或高压臂未知电抗值Zx需要测量时，通过对所述比率标准K1+2的比率叠加前后低压臂输出电压Vcl和Vc2的測量与已知电气參数形成的数学方程组Vx = VclX (Ζχ+ΖΔ)/ΖΔ ；Vx = Vc2X (Zx+Z^VZj/(Ζ2+ΖΔ)的计算即可测量出Vx与Zx的实际值；也可通过调整所述比率标准Κ1+2的低压臂电路中ΖΛ參数的电抗值使其在比率标准叠加前后的低压臂输出电压值相等，此时K1 = K2 = K"按如下数学公式Vx =VcX (Z^Z2)/Z2 ；Ζχ = ΖΔ XZ1A2，也可测量出Vx与Zx的实际值。如图1，图2所示，直流高压高阻測量装置的箱体1，由铁制金属板制成，所述箱体的下部安装有构成低准确度电压比率标准的低压臂2，它由六组旋转波段开关制成调整范围为0.01 Ω 10000Μ Ω的精密可调电阻箱构成；所述箱体的上部左一，安装有测量输入端子在上、仪器接地端子在它的下面的Rx/Vx測量端ロ 5 ;左ニ是用于保护测量端ロ 5的电压超过规定值时保护仪器及操作人员安全的保护装置7 ;左三是高准确度低压比率标准8，它由双层旋转波段开关制成，其每层由相互并联的10只精密电阻构成，它们一端分别连 接在旋转波段开关的不同固定位上，另一端相互连接在一起构成比率标准的高压端和公共端，上下两层相同位的电阻组成共十个不同的比率值，具体电压测量用比率10000 I、5000 1,2000 UlOOO I 四个，电阻测量用 10000/1、1000/1、100/1、10/1、1/1、1/10、六个，开关的滑动位连接在一起作为比率标准的分压输出端；左四是由双层选择开关制成的比率叠加开关9，它在切出位吋，使高准确度的精密低压比率标准8的高压端、输出端、与公共端相互短路，此时串联在耐高电压的低准确度比率标准的中间的高准确度低压比率标准8切出，即完成比率切出；在叠加位吋，使高准确度低压比率标准8高压端、输出端与公共端相互开路，此时高准确度低压比率标准8串联在耐高电压的低准确度比率标准的中间即完成比率叠加；左五由单层两位选择开关制成的用于选择比率平衡/电阻测量位和电压測量位选择开关10 ;比率平衡指示仪11安装在右边中，Vc电压测量端ロ 13安装在右边中上；所述测量装置，測量未知高电阻6的实际值Rx和未知直流高电压源4的电压输出实际值Vx时有两种形式。形式I :比率叠加开关9至切出位，选择开关10至电压测量位，调整直流高压电源4输出直流电压需要测量的显示值或未知高电阻Rx标称的耐压值，调整低压臂2的阻值，使直流高压电源4输出电压值与直流数字电压表12显示值的比值接近电阻测量用的标称比率值如100/1，调整精密低压比率标准8的标称比率值至100/1，比率叠加开关9至叠加位，选择开关10至比率平衡/电阻测量位，此时调整低压臂2的阻值与调整比率叠加开关9，使比率平衡指示仪11在比率叠加和切出时前后的指示点相同，此时由低压臂2和未知高电阻6的实际值Rx构成的低准确度电压比率标准的比率值等于高准确度低压比率标准8的指示值，即完成了高准确度比率标准向低准确度比率标准的量值传递过程；然后选择开关10至电压测量位，记录数字表读数和低压臂2的指示值；即完成未知高电阻6的实际电阻值Rx、耐压值Vk和未知直流高电压源4的电压输出实际值Vx測量工作Rx =比率值(100/1) X低压臂2的阻值、Vk=比率值(100/1) X数字电压表12显示值、Vx=(比率值(100/1)+1) X数字电压表12显示值。形式2 :比率叠加开关9至切出位时由低压臂输出电压的数字表測量值为Vcl 匕率叠加开关9至叠加位时由低压臂输出电压的数字表測量值为Vc2 ;即完成直流高压的测量过程；此时直流高电压Vx的实际值与所述基于比率叠加法的高压高阻測量装置的參数有如下关系“Vx = VclX (Ζχ+ΖΔ)/ΖΔ ；Vx = Vc2X (Zx+ZJA+Za) ΛΖ2+ΖΔ) ”，解上述ニ元一次方程组即可计算出Vk和Vx与Rx的实际值。形式I适合开发在实验室中使用的高压比率标准，精密高电阻测量仪等；形式2适合用数字表和计算机数据采集处理软件配合使用，适用于开发在线自校准的高压分压器，绝缘监测仪器等。权利要求
1.比率叠加方式測量高电压、高电阻的方法，其特征是指在电学计量中已知全部电气參数的高准确度比率标准Kl，叠加在仅知低压臂电抗值Za的比率标准K2中，即两比率标准的高压臂阻抗串联成Z-Z1，两低压臂阻抗也串联成Z2+ZA，形成一新的比率标准K1+2，当所述比率标准K1+2高压臂输入端施加的电压Vx或高压臂未知电抗值Zx需要测量时，通过对所述比率标准K1+2的比率叠加前后低压臂输出电压Vcl和Vc2的測量与已知电气參数形成的数学方程组Vx = VclX (Zx+ZA)/ZA ；Vx = Vc2X (Zx+Z^VZj/(Z2+ZA)的计算即可測量出Vx与Zx的实际值；也可通过调整所述比率标准K1+2的低压臂电路中Za參数的电抗值使其在比率标准叠加前后的低压臂输出电压值相等，此时K1 = K2 = K1+2按如下数学公式Vx = VcX (Z^Z2) /Z2 ；Zx = ZaXZ1A2,也可測量出Vx与Zx的实际值。
全文摘要
本发明公开了一种比率叠加方式测量高电压、高电阻的方法，即已知全部电气参数的高准确度比率标准叠加在仅知低压臂电抗值的比率标准中，形成一新的比率标准，当所述新的比率标准高压臂输入端施加的电压Vx或高压臂未知电抗值Zx需要测量时，通过对所述新的比率标准的比率叠加前后低压臂输出电压的测量与已知电气参数形成的数学方程组的计算即可测量出Vx与Zx的实际值；也可通过调整所述新的比率标准的低压臂电路参数，使其在比率标准叠加前后的低压臂输出电压值相等，也可测量出Vx与Zx的实际值，这种方法可用于新型精密高阻计、高压分压比率计量标准、高压输电中可在线自校准的高压分压器的设计制造。
文档编号G01R27/02GK102662098SQ20121017965
公开日2012年9月12日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者吕金华, 呼和, 闫立新 申请人:内蒙古自治区计量测试研究院