Högspänningskondensatoravdelare

Högspänningskondensatordelare används ofta också för att mäta höga spänningar. Kapacitiva spänningsdelare bestämmer spänningsfallet baserat på reaktansen hos kondensatornätverket, och fungerar som sådan inte som DC-spänningsdelare. När allt kommer omkring blockerar kondensatorer DC och resulterar i inget strömflöde.

Sensormätningar

• Med hjälp av en högspänningskondensatordelare kan mikrokontroller mäta sensorresistanser. Det okända sensormotståndet placeras i serie med ett känt motstånd och bildar en högspänningskondensatordelare. Mikrokontrollern kan sedan lägga på en känd spänning över delaren och mikrokontrollerns ADC ansluts till mittnoden mellan sensorn och motståndet. Denna metod används ofta för att mäta temperatur med hjälp av temperaturkänsliga motstånd såsom termistorer och motståndstemperaturdetektorer (RTD).
• Potentiometrar med tre ingångar kan också användas som högspänningskondensatordelare. De är användbara för radioapparater och andra enheter med analoga rattar. När potentiometerns axel vrids, rör sig avstrykaren med mittkran längs motståndet och producerar antingen en ökning eller minskning av motståndet, motsvarande axelns vinkel. Om en stabil spänning är ansluten till ena änden av potentiometern, den andra till jord och torkaren till en ADC, kan rattens vinkel beräknas.

Högspänningsmätning

• En högspänningskondensatordelare kan användas för att skala ner en särskilt hög spänning till en bråkdel och sedan mätas med en voltmeter. Högspänningen används för att driva avdelarens VIN, med utgången nedskalad för att ligga inom mätarens räckvidd. Det finns högspänningsmotståndsdelarprober utformade för att mäta vissa spänningar upp till hundratals kilovolt.
• I dessa konstruktioner används dock specifika högspänningsmotstånd, eftersom de måste kunna hantera höga spänningar och strömmar med matchade temperaturkoefficienter för att ge korrekta resultat. Kapacitiva delningssonder används också för spänningar i hundratals millivolt, eftersom värmen som frigörs med motstånd ibland kan vara för mycket.

Signalnivåförskjutning
Högspänningskondensatordelare kan användas för att justera nivån på en signal, speciellt digitala. Till exempel nivåskiftning från en vanlig 5V HÖG digital signal till en 3,3V digital signal. Med en högspänningskondensatordelare kan en rånivåväxling skapas för att tillåta logiska kretsar som arbetar på 5V att samverka med de som arbetar på 3,3V. Utan denna nivåförskjutning kan leverans av en 3,3V logisk mikrokontroller med en HIGH på 5V resultera i permanent skada på kretsen. Genom att använda en resistorkonfiguration så att VOUT / VIN=3.3 / 5=RA / RTOTAL kan tillåta 5V-logikkretsen att samverka med 3,3V-kretsen. Men för att detta ska vara möjligt bör källimpedansen för 5V-signalen vara låg och 3,3V-ingångsimpedansen måste vara hög. Dessutom, om ingångsimpedansen har kapacitiva element, kommer användning av en helt resistiv delare oavsiktligt att skapa ett RC-filter, vilket kan begränsa datahastigheten. Att lägga till en kondensator i serie med toppmotståndet (gör båda benen på avdelaren kapacitiva och resistiva) kan hjälpa till att övervinna detta.

Motståndsspänningsdelare
Det inre motståndet är rent motstånd, med enkel struktur, bekväm användning, hög mätnoggrannhet och god stabilitet, och används ofta. Under tillståndet av blixtimpulsspänning har användningen av motståndsspänningsdelare som omvandlingsanordning vissa fördelar:
1) När den är lindad med koppartråd med låg temperaturkoefficient eller Kama tråd med låg temperaturkoefficient och hög motståndskoefficient, har den hög temperaturstabilitet och långtidsstabilitet.
2) Responsegenskaperna för motståndsspänningsdelaren med kompressibilitet kan vara högre.
På grund av ovanstående fördelar är många standardmätsystem sammansatta av motståndsspänningsdelare. Det har dock några brister:
1) För att uppnå hög responsprestanda bör dess motstånd inte vara för högt. Eftersom det kommer att påverka belastningen av impulsspänningsgeneratorn, kommer dess åtkomst att förkorta halvtopptiden för stötvågen. Det kan dock generellt lösas genom att justera generatorns vågsvansmotstånd.
Också på grund av ovanstående skäl är motståndskondensatorer svåra att mäta omkopplingsimpulsspänningen.
Felet som genereras när resistansspänningsdelaren mäter den transienta pulsspänningen är relaterat till produkten av resistansvärdet och strökapacitansen till marken, så storleken och påverkan av strökapacitansen till marken bör minimeras. Resistansspänningsdelaren ska minska induktansen så mycket som möjligt. Av denna anledning ska Kama-tråden eller koppartråden lindas tätt på ett isolerande rör, med endast ett tunt isolerande papper mellan lagren, och sedan nedsänkas i den isolerande cylindern som innehåller transformatorolja för att minska storleken på spänningsdelaren, minska kapacitans till marken och installera en skärmring på dess topp för kompensation. Se figur 1 för dess struktur
Felet som genereras av resistansspänningsdelaren vid mätning av impulsspänningen är relaterat till produkten av resistansvärdet R och strökapacitansen C till marken. Så vi kan ändra motsvarande parametrar för att förbättra prestanda hos motståndsspänningsdelaren. Till exempel motståndsspänningsdelaren för mätning av högspänningssnabbpuls, motståndsspänningsdelaren med bästa fyrkantsvågssvar, två typer av högspännings-nanosekundresistansspänningsdelare med variabelt tvärsnitt, den lilla mikrosekundnivån 200kV impulsresistansspänningsdelare, och den nya 600kV impulsresistans spänningsdelare.

Kapacitiv spänningsdelare
Den kapacitiva spänningsdelaren som används för att mäta pulsspänning kan delas in i två typer. Högspänningsarmen på en spänningsdelare är sammansatt av flera högspänningskondensatorer, medan högspänningsarmen på den andra spänningsdelaren har bara en kondensator. Den förstnämnda typen av spänningsdelare är mestadels monterad med oljepappersisolerad pulskondensator med isolerande skal. Det krävs att induktansen hos denna kondensator är relativt liten och tål kortslutningsurladdning. En högspänningsolja-papperskondensator är sammansatt av flera element i serie och parallellt. Varje element har inte bara kapacitans, utan också inneboende induktans och kontaktresistans i serie, samt isolationsresistans parallellt. Naturligtvis har varje element också strökapacitans till marken. Denna typ av spänningsdelare bör betraktas som en distribuerad parameter, så den kallas distribuerad kapacitansspänningsdelare, som visas i figur 2. Högspänningsarmen hos den senare typen av spänningsdelare har bara en kondensator, som vanligtvis är ett par av spänningsdelare. metallelektroder i ett nästan enhetligt elektriskt fält. Dess elektroder är en koncentrerad kondensator med luft som medium, så det kallas en centraliserad kapacitiv spänningsdelare.
Den distribuerade kapacitiva spänningsdelaren är sammansatt av flera pulskondensatorer, som endast har amplitudfel men inget vågformsfel. När det gäller amplitudfel kan det elimineras helt efter korrigering med en standardspänningsdelare. Men vid mätning av branta vågor är strökkapacitansen för skärmringen på den kapacitiva spänningsdelaren mycket större, och svarstiden är också mycket större. Så för mätning av branta vågor är svarsegenskaperna för kapacitiv spänningsdelare inte lika bra som för skärmad resistansspänningsdelare. Spänningsdelare med en kondensator förbrukar inte energi och har inga problem med att värma upp. Kapacitiv spänningsdelare är mer fördelaktig än resistansspänningsdelare för mätning av våg med lång vågfront och halvtoppstid. Dessutom kan den kapacitiva spänningsdelaren också användas som en belastningskondensator för att justera vågformen.
Standardkondensatorn fylld med komprimerad gas kan användas som högspänningsarmen till den centraliserade kondensatorns spänningsdelare. Kapacitansvärdet för denna kondensator är exakt och stabil, och den dielektriska förlusten är mycket liten. Eftersom den är avskärmad påverkas inte kapacitansvärdet av de omgivande föremålen. Den har använts framgångsrikt vid mätning av effektfrekvens. Men när den används som en impulskondensatorspänningsdelare finns det några problem, det vill säga överlagrade högfrekventa svängningar.

Resistans-kapacitans spänningsdelare
Resistans-kapacitansspänningsdelaren kan delas in i resistans-kapacitansseriens spänningsdelare och resistans-kapacitans parallellspänningsdelaren enligt anslutningsläget. Resistans-kapacitans-seriens spänningsdelare kallas också den dämpade kondensatorns spänningsdelare. Nyligen kallas högspänningsdelaren ofta denna form. Den övervinner den kvarvarande induktansen i kondensatorkretsen, förhindrar oscillationen av spänningsdelaren och har utmärkt prestanda. Enligt den tillagda dämpningen kan spänningsdelaren i resistans-kapacitansserien delas in i två typer: högdämpande kapacitiv spänningsdelare och dämpande kapacitiv spänningsdelare.