Διαιρέτης πυκνωτή υψηλής τάσης

Συχνά χρησιμοποιούνται επίσης διαχωριστές πυκνωτών υψηλής τάσης για τη μέτρηση υψηλών τάσεων. Οι χωρητικοί διαιρέτες τάσης καθορίζουν την πτώση τάσης με βάση την αντίδραση του δικτύου πυκνωτών και ως εκ τούτου δεν λειτουργούν ως διαιρέτες τάσης DC. Άλλωστε, οι πυκνωτές μπλοκάρουν το DC και έχουν ως αποτέλεσμα τη μη ροή ρεύματος.

Μετρήσεις αισθητήρων

• Χρησιμοποιώντας ένα διαιρέτη πυκνωτή υψηλής τάσης, οι μικροελεγκτές μπορούν να μετρήσουν τις αντιστάσεις των αισθητήρων. Η αντίσταση του άγνωστου αισθητήρα τοποθετείται σε σειρά με γνωστή αντίσταση, σχηματίζοντας έναν διαχωριστή πυκνωτή υψηλής τάσης. Ο μικροελεγκτής μπορεί στη συνέχεια να εφαρμόσει μια γνωστή τάση στο διαχωριστικό και το ADC του μικροελεγκτή συνδέεται στον κεντρικό κόμβο μεταξύ του αισθητήρα και της αντίστασης. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά για τη μέτρηση της θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας αντιστάσεις ευαίσθητες στη θερμοκρασία, όπως θερμίστορ και ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης (RTD).
• Τα ποτενσιόμετρα τριών εισόδων μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως διαχωριστές πυκνωτών υψηλής τάσης. Είναι χρήσιμα για ραδιόφωνα και άλλες συσκευές με αναλογικά πόμολα. Όταν περιστρέφεται ο άξονας του ποτενσιόμετρου, ο υαλοκαθαριστήρας της κεντρικής βρύσης κινείται κατά μήκος της αντίστασης και παράγει είτε αύξηση είτε μείωση της αντίστασης, που αντιστοιχεί στη γωνία του άξονα. Εάν μια σταθερή τάση είναι συνδεδεμένη στο ένα άκρο του ποτενσιόμετρου, το άλλο στη γείωση και ο υαλοκαθαριστήρας σε ένα ADC, η γωνία του κουμπιού μπορεί να υπολογιστεί.

Μέτρηση Υψηλής Τάσης

• Ένας διαιρέτης πυκνωτή υψηλής τάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μειώσει μια ιδιαίτερα υψηλή τάση σε ένα κλάσμα και στη συνέχεια να μετρηθεί με ένα βολτόμετρο. Η υψηλή τάση χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του VIN του διαιρέτη, με την έξοδο να είναι μειωμένη ώστε να βρίσκεται εντός του εύρους του μετρητή. Υπάρχουν ανιχνευτές διαχωρισμού αντιστάσεων υψηλής τάσης που έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση ορισμένων τάσεων έως και εκατοντάδων kilovolt.
• Ωστόσο, σε αυτά τα σχέδια, χρησιμοποιούνται ειδικές αντιστάσεις υψηλής τάσης, καθώς πρέπει να είναι σε θέση να αντιμετωπίζουν υψηλές τάσεις και ρεύματα με αντίστοιχους συντελεστές θερμοκρασίας για να παρέχουν ακριβή αποτελέσματα. Οι χωρητικοί ανιχνευτές διαιρέτη χρησιμοποιούνται επίσης για τάσεις εκατοντάδων millivolt, καθώς η θερμότητα που απελευθερώνεται με τις αντιστάσεις μπορεί μερικές φορές να είναι υπερβολική.

Μετατόπιση στάθμης σήματος
Ο διαχωριστής πυκνωτή υψηλής τάσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της στάθμης ενός σήματος, ειδικά των ψηφιακών. Για παράδειγμα, αλλαγή επιπέδου από ένα κοινό ψηφιακό σήμα 5V HIGH σε ένα ψηφιακό σήμα 3,3V. Με έναν διαιρέτη πυκνωτή υψηλής τάσης, μπορεί να δημιουργηθεί ένας μετατοπιστής ακατέργαστου επιπέδου που επιτρέπει στα λογικά κυκλώματα που λειτουργούν στα 5 V να διασυνδέονται με αυτά που λειτουργούν στα 3,3 V. Χωρίς αυτή τη στάθμη μετατόπιση, η παροχή ενός λογικού μικροελεγκτή 3,3 V με ΥΨΗΛΟ 5 V μπορεί να οδηγήσει σε μόνιμη βλάβη στο κύκλωμα. Χρησιμοποιώντας μια διαμόρφωση αντίστασης τέτοιας ώστε VOUT / VIN=3.3 / 5=RA / RTOTAL μπορεί να επιτρέψει στο λογικό κύκλωμα 5V να διασυνδέεται με το κύκλωμα 3,3V. Ωστόσο, για να είναι δυνατό αυτό, η αντίσταση πηγής του σήματος 5V πρέπει να είναι χαμηλή και η αντίσταση εισόδου 3,3V πρέπει να είναι υψηλή. Επιπλέον, εάν η σύνθετη αντίσταση εισόδου έχει χωρητικά στοιχεία, η χρήση ενός πλήρως ωμικού διαιρέτη θα δημιουργήσει ακούσια ένα φίλτρο RC, το οποίο μπορεί να περιορίσει τον ρυθμό δεδομένων. Η προσθήκη ενός πυκνωτή σε σειρά με την επάνω αντίσταση (καθιστώντας και τα δύο σκέλη του διαχωριστή χωρητικά και ωμικά) μπορεί να βοηθήσει να ξεπεραστεί αυτό.

Διαιρέτης τάσης αντίστασης
Η εσωτερική αντίσταση είναι καθαρή αντίσταση, με απλή δομή, βολική χρήση, υψηλή ακρίβεια μέτρησης και καλή σταθερότητα και χρησιμοποιείται ευρέως. Υπό την προϋπόθεση της τάσης παλμού κεραυνού, η χρήση του διαιρέτη τάσης αντίστασης ως συσκευή μετατροπής έχει ορισμένα πλεονεκτήματα:
1) Όταν τυλίγεται με χάλκινο σύρμα με χαμηλό συντελεστή θερμοκρασίας ή σύρμα Kama με χαμηλό συντελεστή θερμοκρασίας και υψηλό συντελεστή αντίστασης, έχει σταθερότητα υψηλής θερμοκρασίας και μακροπρόθεσμη σταθερότητα.
2) Τα χαρακτηριστικά απόκρισης του διαιρέτη τάσης αντίστασης με συμπιεστότητα μπορεί να είναι υψηλότερα.
Λόγω των παραπάνω πλεονεκτημάτων, πολλά τυπικά συστήματα μέτρησης αποτελούνται από διαιρέτη τάσης αντίστασης. Ωστόσο, έχει κάποιες ελλείψεις:
1) Προκειμένου να επιδιώξει υψηλή απόδοση απόκρισης, η αντίστασή του δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή. Επειδή θα επηρεάσει το φορτίο της γεννήτριας παλμικής τάσης, η πρόσβασή της θα συντομεύσει το χρόνο μισής αιχμής του κρουστικού κύματος. Ωστόσο, γενικά μπορεί να λυθεί ρυθμίζοντας την αντίσταση της ουράς κυμάτων της γεννήτριας.
Επίσης για τους παραπάνω λόγους, οι πυκνωτές αντίστασης είναι δύσκολο να μετρήσουν την τάση παλμού μεταγωγής.
Το σφάλμα που δημιουργείται όταν ο διαιρέτης τάσης αντίστασης μετρά την παροδική τάση παλμού σχετίζεται με το γινόμενο της τιμής αντίστασης και της αδέσποτης χωρητικότητας στο έδαφος, επομένως το μέγεθος και η επίδραση της αδέσποτης χωρητικότητας στο έδαφος πρέπει να ελαχιστοποιηθούν. Ο διαιρέτης τάσης αντίστασης πρέπει να μειώνει την αυτεπαγωγή όσο το δυνατόν περισσότερο. Για το λόγο αυτό, το σύρμα Kama ή το χάλκινο σύρμα θα τυλιχτεί σφιχτά σε έναν μονωτικό σωλήνα, με ένα μόνο λεπτό μονωτικό χαρτί μεταξύ των στρωμάτων και στη συνέχεια θα βυθιστεί στον μονωτικό κύλινδρο που περιέχει λάδι μετασχηματιστή για να μειωθεί το μέγεθος του διαιρέτη τάσης. χωρητικότητα στο έδαφος και τοποθετήστε ένα δακτύλιο θωράκισης στην κορυφή του για αντιστάθμιση. Δείτε το σχήμα 1 για τη δομή του
Το σφάλμα που δημιουργείται από το διαιρέτη τάσης αντίστασης κατά τη μέτρηση της παλμικής τάσης σχετίζεται με το γινόμενο της τιμής αντίστασης R και της αδέσποτης χωρητικότητας C στο έδαφος. Έτσι μπορούμε να αλλάξουμε τις αντίστοιχες παραμέτρους για να βελτιώσουμε την απόδοση του διαιρέτη τάσης αντίστασης. Για παράδειγμα, ο διαιρέτης τάσης αντίστασης για τη μέτρηση γρήγορου παλμού υψηλής τάσης, ο διαιρέτης τάσης αντίστασης με την καλύτερη απόκριση τετραγωνικών κυμάτων, δύο είδη διαιρέτη τάσης αντίστασης νανοδευτερόλεπτου υψηλής τάσης με μεταβλητή διατομή, ο μικρός διαιρέτης παλμικής αντίστασης επιπέδου μικροδευτερόλεπτου 200 kV, divi και το νέο διαιρέτη τάσης παλμικής αντίστασης 600 kV.

Χωρητικός διαιρέτης τάσης
Ο χωρητικός διαιρέτης τάσης που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της παλμικής τάσης μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους. Ο βραχίονας υψηλής τάσης ενός διαιρέτη τάσης αποτελείται από πολλούς πυκνωτές υψηλής τάσης, ενώ ο βραχίονας υψηλής τάσης του άλλου διαιρέτη τάσης έχει μόνο έναν πυκνωτή. Ο προηγούμενος τύπος διαιρέτη τάσης συναρμολογείται κυρίως με παλμικό πυκνωτή με μόνωση λαδιού και μονωτικό κέλυφος. Απαιτείται η αυτεπαγωγή αυτού του πυκνωτή να είναι σχετικά μικρή και να μπορεί να αντέξει την εκφόρτιση βραχυκυκλώματος. Ένας πυκνωτής λαδιού υψηλής τάσης συναρμολογείται από πολλαπλά στοιχεία σε σειρά και παράλληλα. Κάθε στοιχείο έχει όχι μόνο χωρητικότητα, αλλά και εγγενή επαγωγή και αντίσταση επαφής σε σειρά, καθώς και αντίσταση μόνωσης παράλληλα. Φυσικά, κάθε στοιχείο έχει επίσης αδέσποτη χωρητικότητα στο έδαφος. Αυτό το είδος διαιρέτη τάσης θα πρέπει να θεωρείται ως κατανεμημένη παράμετρος, επομένως ονομάζεται διαιρέτης τάσης κατανεμημένης χωρητικότητας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Ο βραχίονας υψηλής τάσης του τελευταίου τύπου διαιρέτη τάσης έχει μόνο έναν πυκνωτή, ο οποίος είναι συνήθως ένα ζεύγος μεταλλικά ηλεκτρόδια σε ένα σχεδόν ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο. Τα ηλεκτρόδιά του είναι ένας συγκεντρωμένος πυκνωτής με μέσο τον αέρα, γι' αυτό ονομάζεται κεντρικός χωρητικός διαιρέτης τάσης.
Ο κατανεμημένος χωρητικός διαιρέτης τάσης αποτελείται από πυκνωτές πολλαπλών παλμών, ο οποίος έχει μόνο σφάλμα πλάτους αλλά όχι σφάλμα κυματομορφής. Όσον αφορά το σφάλμα πλάτους, μπορεί να εξαλειφθεί πλήρως μετά τη διόρθωση με έναν τυπικό διαιρέτη τάσης. Ωστόσο, κατά τη μέτρηση απότομων κυμάτων, η αδέσποτη χωρητικότητα του δακτυλίου θωράκισης του χωρητικού διαιρέτη τάσης είναι πολύ μεγαλύτερη και ο χρόνος απόκρισης είναι επίσης πολύ μεγαλύτερος. Έτσι, για τη μέτρηση απότομου κύματος, τα χαρακτηριστικά απόκρισης του χωρητικού διαιρέτη τάσης δεν είναι τόσο καλά όσο αυτά του διαιρέτη τάσης θωρακισμένης αντίστασης. Ο διαιρέτης τάσης ενός πυκνωτή δεν καταναλώνει ενέργεια και δεν έχει πρόβλημα θέρμανσης. Ο χωρητικός διαιρέτης τάσης είναι πιο πλεονεκτικός από τον διαιρέτη τάσης αντίστασης για τη μέτρηση κύματος με μεγάλο μέτωπο κύματος και χρόνο μισής αιχμής. Επιπλέον, ο χωρητικός διαιρέτης τάσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πυκνωτής φορτίου για τη ρύθμιση της κυματομορφής.
Ο τυπικός πυκνωτής γεμάτος με συμπιεσμένο αέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ο βραχίονας υψηλής τάσης του κεντρικού διαιρέτη τάσης πυκνωτή. Η τιμή χωρητικότητας αυτού του πυκνωτή είναι ακριβής και σταθερή και η διηλεκτρική απώλεια είναι πολύ μικρή. Επειδή είναι θωρακισμένο, η τιμή χωρητικότητας δεν επηρεάζεται από τα γύρω αντικείμενα. Έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στη μέτρηση συχνότητας ισχύος. Ωστόσο, όταν χρησιμοποιείται ως διαιρέτης τάσης παλμικού πυκνωτή, υπάρχουν ορισμένα προβλήματα, δηλαδή υπερτιθέμενη ταλάντωση υψηλής συχνότητας.

Διαιρέτης τάσης αντίστασης χωρητικότητας
Ο διαιρέτης τάσης αντίστασης-χωρητικότητας μπορεί να χωριστεί στον διαιρέτη τάσης σειράς αντίστασης-χωρητικότητας και στον παράλληλο διαιρέτη τάσης αντίστασης-χωρητικότητας σύμφωνα με τον τρόπο σύνδεσης. Ο διαιρέτης τάσης σειράς αντίστασης-χωρητικότητας ονομάζεται επίσης διαιρέτης τάσης πυκνωτή απόσβεσης. Πρόσφατα, ο διαιρέτης τάσης υψηλής τάσης ονομάζεται συχνά αυτή η μορφή. Ξεπερνά την υπολειπόμενη αυτεπαγωγή του κυκλώματος του πυκνωτή, αποτρέπει την ταλάντωση του διαιρέτη τάσης και έχει εξαιρετική απόδοση. Σύμφωνα με την προστιθέμενη απόσβεση, ο διαιρέτης τάσης σειράς αντίστασης-χωρητικότητας μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: χωρητικό διαιρέτη τάσης υψηλής απόσβεσης και χωρητικό διαιρέτη τάσης απόσβεσης.