автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Методы и средства повышения точности индуктивных делителей напряжения

На правах рукописи

□ □< I ■

Ким Валерий Львович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИНДУКТИВНЫХ ДЕЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Специальность 05.11.01 — Приборы и методы измерения (измерение электрических и магнитных величин)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Томск-2009

г-;,1. ГЗ ■ ■

003477760

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Муравьев Сергей Васильевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, с.н.с.

Ведущая организация: ОАО «НИИ ЭЛЕКТРОМЕРА», г. Санкт-Петербург

Защита состоится « 10 » ноября 2009 г. в 15 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.09 при Томском политехническом университете по адресу: г. Томск, пр. Ленина, 2, ауд. 213

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета по адресу: г. Томск, ул. Белинского, 53

Зыков Владимир Михайлович доктор технических наук, профессор Данилов Александр Александрович доктор технических наук, доцент Бирюков Сергей Владимирович

Автореферат разослан «_2_» _2009 г.

Учёный секретарь совета Д 212.269.09 кандидат технических наук, доцент

Б.Б. Винокуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В теории измерений к числу важнейших измерительных преобразований относят изменение размера величины. В области электро- и радиоизмерений уменьшение размера осуществляется типовыми устройствами - масштабными измерительными преобразователями, в частности, делителями напряжения переменного тока. Наиболее приемлемыми метрологическими характеристиками (МХ) в диапазоне частот десятки Гц - сотни кГц и диапазоне измерений сотни нановольт - единицы киловольт обладают индуктивные делители напряжения (ИДН). ИДН, работающие в этом частотном диапазоне, относятся к условно низкочастотным. Они применяются в мостовых измерениях импедансов, параметров электрических цепей, неэлектрических величин, системах измерения ослабления аттенюаторов, сопротивлений, емкостей, параметров преобразователей переменного тока, трансформаторов напряжения и тока, при калибровке и поверке усилителей, вольтметров и калибраторов. ИДН составляют основу метрологического обеспечения значительного числа приборов и систем, используемых в области измерений, контроля и диагностики.

Высокие МХ ИДН оправдывают включение их в состав государственных эталонов таких стран как США, Великобритания, Германия, Россия, Канада, Индия, Китай, Польша, Австралия и др.

Анализ состояния дел в области проектирования и промышленного выпуска ИДН позволяет сделать вывод о том, что страны, имеющие лучшие эталоны отношения индуктивного типа, имеют конкурентные преимущества в области высоких технологий. В этом контексте с точки зрения метрологической безопасности и технологической независимости страны одной из важнейших задач является создание рабочих эталонов нового поколения, в том числе ИДН, адаптированных к серийному выпуску.

Расширение диапазона измерений и полосы рабочих частот современных средств измерений, в том числе ЦАП и АЦП с разрядностью 20 и более, требует опережающего развития ИДН, как средств их метрологического обеспечения. В связи с этим актуальны вопросы разработки и создания ИДН с большим числом двоичных разрядов или декад не менее шести. Делители с ручным и программным управлением с такой разрешающей способностью выпускаются в основном за рубежом, в России серийный выпуск не освоен. Однако, для большинства ИДН погрешность преобразования нормируется в диапазоне частот до 10 кГц. На частотах выше 10 кГц погрешность увеличивается пропорционально

квадрату частоты. Из-за разброса частотной погрешности, являющейся систематической для отдельного экземпляра и случайной - для генеральной совокупности (типа), сложная проблема нормирования погрешности на верхних частотах до сих пор не решена. Положение усугубляется отсутствием приемлемых адекватных моделей и корректных методов расчета многокаскадных делителей без значительных временных и аппаратных затрат.

Одним из преимуществ ИДИ является то, что они могут служить эталонами отношения не только при низковольтных измерениях, но и для области высоких напряжений переменного тока. Например, при поверке современных калибраторов напряжения, в новом стандарте мощности на эффекте Джозефсона и в системах калибровки высоковольтных термопреобразователей на уровнях до 1000 В среднеквадратического значения применяются высоковольтные ИДН. В этом контексте актуальна проблема построения высоковольтного, в том числе высокочастотного ИДН.

Физические принципы, лежащие в основе работы ИДН, ограничивают возможность их применения в области инфранизких частот вплоть до постоянного тока. Эту и другие проблемы можно решить использованием индуктивно-резистивных делителей напряжения. Однако точность таких делителей определяется точностью ИДН.

Целью работы является развитие теории повышения точности индуктивных делителей напряжения и её применение для создания прецизионных делителей напряжения нового поколения с широкими частотным и динамическим диапазонами.

Основными задачами диссертационной работы в связи с поставленной целью являются:

1. Анализ принципов построения и нормирования метрологических характеристик индуктивных делителей напряжения.

2. Разработка и исследование математических моделей и методов расчета многокаскадных индуктивных делителей напряжения.

3. Разработка и исследование метода симметрирования для повышения точности индуктивных делителей напряжения в широком частотном и динамическом диапазонах.

4. Исследование принципа многоканальности для построения широкополосных индуктивных и индуктивно-резистивных делителей напряжения.

5. Разработка методов и средств метрологического обеспечения индуктивных делителей напряжения.

6. Разработка принципов построения и создание эталонных многокаскадных индуктивных делителей напряжения.

Методы исследований. Теоретическая часть работы выполнена на основе методов теории электрических и магнитных цепей, теории погрешностей, математической статистики, системного анализа, математического моделирования, дифференциального и интегрального исчисления. Экспериментальные исследования проводились с использованием систем проектирования ОгСАБ 9.2, МАТЬАВ 6.5, пакета МАРЬЕ И, натурными испытаниями и метрологическими исследованиями созданных установок и приборов.

Научная новизна.

1. Разработаны полные и упрощенные математические модели одно- и многокаскадных ИДН, проведена оценка точности этих моделей. Показана возможность расчета и анализа многокаскадных ИДН и многообмоточных трансформаторов с использованием упрощенных моделей аналитическим и машинным методами.

2. Разработан компьютерный метод получения передаточных функций одно- и многокаскадных ИДН не выше третьего порядка.

3. Разработаны методы расширения динамического диапазона многокаскадных ИДН, основанные на уменьшении аддитивной погрешности при помощи дополнительных шунтирующих коммутационных элементов и понижающих автотрансформаторов.

4. Предложен, разработан и исследован метод расширения частотного диапазона путем симметрирования многосекционных делительных обмоток посредством двоичного делителя.

5. Разработан расчетно-экспериментальный метод проектирования широкополосных двухканальных ИДН.

6. Предложен и исследован композиционный принцип построения трехка-нального ИДН, основанный на изменении межкаскадных связей в двухканаль-ном ИДН.

7. Разработаны способы повышения точности кодоуправляемых индуктивных делителей напряжения в области верхних частот, основанные на использовании низкочастотного канала в качестве канала компенсации погрешностей высокочастотного канала ИДН.

8. Разработаны и исследованы принципы построения кодоуправляемых ин-дуктивно-резистивных делителей напряжения в диапазоне частот 0...200 кГц.

9. Разработан метод расчета амплитудной погрешности одно- и многокаскадных ИДН с учетом стохастических свойств их элементов.

Практическая значимость. Результаты, полученные в диссертационной работе, обеспечивают практические возможности существенного улучшения метрологических характеристик ИДН в широком частотном и динамическом диапазонах, позволяют эффективно решать как конкретные задачи совершенствования и создания эталонов отношения на уровне лучших зарубежных образцов, так и проблемы создания измерительных систем и комплексов.

Это подтверждено созданием и внедрением в метрологическую практику системы метрологического обеспечения средств измерений переменного напряжения, включающей в себя:

1. Исходный эталонный шестидекадный индуктивный делитель напряжения ДИ-6 с рабочим диапазоном частот 0,4... 1 кГц и эталонный шестидекадный индуктивный делитель напряжения ДИ-Зм с рабочим диапазоном частот 0,02...200 кГц, входящие в состав установки высшей точности УВТ 52-А-87 для измерения ослабления электромагнитных колебаний на фиксированных частотах в диапазоне частот 0... 100 МГц. Установка входит в реестр эталонов и установок высшей точности ВНИИФТРИ, является исходной в Российской Федерации. Международные ключевые сличения показали, что МХ установки УВТ 52-А-87 соответствуют характеристикам аналогичных национальных эталонов ведущих метрологических центров зарубежных стран.

2. Рабочие эталонные шестидекадные индуктивные делители напряжения с диапазоном частот 0,02...200 кГц, входящие в состав установки для поверки вольтметров В1-20 и комплексной измерительной установки К2-41, предназначенной для поверки измерительных усилителей и других активных и пассивных четырехполюсников. Установки внесены в Госреестр средств измерений Российской Федерации (№ 8577-81, № 8404-81).

3. Установку для проверки электродов УПЭ-2, предназначенную для измерения параметров медицинских электродов, а также аддитивной погрешности и сигналов на выходе ИДН до 100 мВ в диапазоне частот до 100 кГц. Установка включена в Госреестр средств измерений Российской Федерации (№ 39325-08).

Реализация результатов работы. Результаты исследований по теме диссертации использованы при выполнении под руководством и при непосредственном участии автора хоздоговорных и госбюджетных НИР с рядом предприятий и организаций городов Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Харькова, Львова, Томска, Северска, Курчатова (Республика Казахстан), в том числе следующих проектов:

• Разработка автоматизированного поверочного комплекса для поверки

мультиметров и масштабных преобразователей «Кедр-1», внедренного в

ЦКБ «Алмаз» в 1986 г. АПК «Кедр-1» отмечен бронзовой медалью на тематической выставке «Поверка-87» (ВДНХ СССР).

Разработка индуктивных делителей напряжения для применения в качестве эталонных мер ослабления ЭМК на частотах 0,02...200 кГц, созданных в 1984-1987 гг. по договору о содружестве между ВНИИФТРИ и Томским политехническим институтом.

Разработка автоматизированного поверочного комплекса для поверки мультиметров, созданного в 1990 г. по заказу ОАО «Эталон» (г. Воронеж). Разработка автоматизированного метрологического комплекса «Степь» для аттестации и поверки программно-управляемых средств измерений, созданного по заказу НПО «Автоматика» (г. Екатеринбург). Опытно-промышленная партия выпущена в 1992 г.

Разработка комплекта документов для целей утверждения типа калибратора напряжения и тока 6ТД/-98. Работа выполнена в 2006 г. по заказу ООО «Микрокод» (г. Львов).

Разработка дифференциального нановольтметра, созданного в 2008 г. по заказу ООО «ГРОГ» (г. Северск).

Разработка методов и средств автоматизации экспериментов на стендовом комплексе электрофизической установки «ТОКАМАК-КТМ». Работа выполнена в 2008 г. по заказу ООО «ТомИУС-ПРОЕКТ» (г. Томск) для Национального ядерного центра Республики Казахстан (г. Курчатов, Республика Казахстан).

«Проведение опытно-конструкторских, технологических и экспериментальных работ по созданию промышленной технологии массового производства одноразовых хлор-серебряных электродов на базе пористой керамики» (программа Рособразования «Развитие научного потенциала высшей школы», 2005 г.) и «Разработка научных основ формирования малошумящего высокостабильного неполяризующегося перехода «электронная-ионная проводимость» на базе пористой керамики» (Проект РФФИ № 08-08-99069, 2008 г.). В рамках этих проектов создана установка для проверки медицинских электродов УПЭ-2. «Создание учебно-лабораторных комплексов на базе новых информационных технологий». Работа выполнена в рамках Комплексной программы развития Томского политехнического университета в 2000 г. Результаты этой работы используются для проведения занятий по дисциплинам «Физика», «Измерительные информационные системы».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математические модели индуктивных делителей напряжения, позволяющие решать задачи анализа и расчета одно- и многокаскадных ИДН аналитическим и машинным методами.

2. Теоретические и экспериментальные исследования новых методов расширения частотного и динамического диапазонов индуктивных делителей напряжения, основанных на идее симметрирования многосекционных обмоток и использовании шунтирующих коммутационных элементов и понижающих автотрансформаторов.

3. Методы построения широкополосных многокаскадных ИДН в виде параллельной двухканальной структуры с адаптированными к поддиапазонам рабочих частот параметрами низкочастотных и высокочастотных каскадов и композиционного трехканального ИДН, обеспечивающего без значительных аппаратных затрат высокие метрологические характеристики в широкой полосе частот.

4. Теоретические и экспериментальные исследования методов повышения точности кодоуправляемых индуктивных и индуктивно-резистивных делителей напряжения, позволяющих использовать структурную избыточность многоканальных структур для повышения точности делителей.

5. Методы расчета амплитудной погрешности одно- и многокаскадных ИДН с учетом стохастических свойств элементов, позволяющие нормировать частотную погрешность и АЧХ делителей в области верхних частот.

6. Принципы построения, структурные и принципиальные схемы эталонных ИДН и прецизионных индуктивных, индуктивно-резистивных делителей напряжения с ручным и программным управлением для частотного диапазона до 200 кГц с ослаблением 0...160 дБ и диапазоном выходного напряжения от сотен нановольт до единиц киловольт.

7. Результаты практических разработок делителей напряжения, входящих в состав различных систем и комплексов, выпускаемых серийно и отдельными партиями и являющихся средствами метрологического обеспечения широкого круга средств измерений переменного тока, а также приборов и установок, при калибровке и поверке которых были использованы разработанные ИДН.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на отечественных и международных конференциях: Всесоюзном совещании «Точные измерения энергетических величин» (Ленинград, 1982); Всесоюзной конференции «Влияние повышения уровня метрологического обеспечения и стандартизации на эффективность производства и каче-

ство выпускаемой продукции» (Тбилиси, 1983); VI Всесоюзной конференции «Метрология в радиоэлектронике» (ВНИИФТРИ, Москва, 1984); Республиканской конференции «Вопросы теории и практики электронных вольтметров и средств их поверки» (Таллин, 1985); Всесоюзной конференции «Системные исследования и автоматизация в метрологическом обеспечении ИИС и управлении качеством» (Львов, 1986); Республиканской конференции «Применение микропроцессоров в народном хозяйстве» (Таллин, 1988); III Всесоюзной конференции «Метрологическое обеспечение ИИС и АСУТП» (Львов, 1990); III International Symposium «SIBCONVERS-99» (Tomsk, 1999); Международной конференции «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2000); Международной конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» (Владимир, 2002); 8-ой Всероссийской конференции «Методы и средства измерений физических величин» (Н.Новгород, 2003); IV Международной конференции «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2003); The IEEE Siberian Conference on Control and Communications «SIBCON-2003» (Tomsk, 2003); 8-th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology «KORUS 2004» (Tomsk, 2004); The IEEE International Siberian Conference on Control and Communications «SIBCON-2005» (Tomsk, 2005); Международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2008» (Новосибирск, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 80 научных работ, в том числе монография, 19 авторских свидетельств, один патент РФ на изобретение, три патента РФ на полезные модели, 27 опубликованных тезисов и докладов конференций, 29 статей в журналах и сборниках. Основные научные результаты диссертации опубликованы в монографии и 25 статьях в журналах, рекомендуемых ВАК для опубликования научных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, списка литературы из 255 наименований, 15 приложений. Общий объем работы - 342 страницы, включая 88 рисунков и 45 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследований, определены решаемые задачи, указаны научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе рассмотрены особенности нормирования метрологических характеристик и принципы построения ИДН с высокими MX.

Методы нормирования МХ индуктивных делителей напряжения основываются на международных документах 1ЕС 618, ЕАЬ-й32 и ГОСТ 8.009-84. Во всех этих документах ИДН рассматривается как линейное устройство. Границы линейного режима работы делителя в большей степени определяются уровнем входного напряжения, поэтому обязательно указывают допускаемое максимальное значение входного напряжения. Наряду с классом точности, номинальными значениями коэффициента передачи, входным и выходным импедансом, важнейшими являются динамический диапазон и динамические характеристики, в частности АЧХ, по которой определяется диапазон рабочих частот.

При гармоническом воздействии коэффициент передачи ИДН определяется в виде

КВ1 = + = + +У5ф(), (1)

ах

где £/вх - входное, а £/аых, - выходное напряжение на г-ом отводе; 8АГ, - относительная погрешность коэффициента передачи; §а1 и 5ф, - амплитудная и фазовая погрешности; Кя1 - номинальный коэффициент передачи.

Номинальный коэффициент передачи равен Кк! = / и>вх, где жвх, м>1 - число витков всей делительной обмотки и её выходной части для отвода /.

Типичная трудность расширения диапазона рабочих частот ИДН состоит в том, что уменьшение нижней границы частотного диапазона приводит к росту погрешности на высоких частотах и наоборот.

Методами повышения точности широкополосных ИДН являются: совершенствование конструктивно-технологических решений; изменение структуры; учет вероятностных свойств параметров элементов ИДН. Возможности первой группы, основанной на применении ферромагнитных материалов с улучшенными магнитными характеристиками и специальных видов делительных обмоток, во многом исчерпаны. Среди структурных методов повышения точности делителей наиболее перспективен предложенный М.С. Ройтманом многоканальный принцип, идея которого заключается в разбиении диапазона рабочих частот на поддиапазоны, в каждом из которых работает отдельный делитель. Развитию структурных методов препятствует отсутствие научно обоснованной методики проектирования многоканальных делителей. Методы третьей группы направлены на увеличение верхней граничной частоты, благодаря использованию разброса параметров секций и случайной последовательности соединения проводов жгута в делительной обмотке. Однако оптимальное соединение трудно реализовать. Эти методы, пригодные для единичных ИДН,

неэффективны в условиях массового производства, так как требуют проведения большого объема измерений параметров жгутов и расчетов на ЭВМ.

Вторая глава посвящена математическому моделированию ИДН.

В основу построения математической модели ИДН положена базовая модель (БМ). В качестве БМ выбрана линейная эквивалентная схема секции делительной обмотки ИДН (рис. 1), включающая в себя активное сопротивление R, индуктивность L, емкость С и зависимый источник напряжения е.

и, J_ I, L R V,

||С

Рис. 1. Базовая эквивалентная схема секции ИДН БМ описывается математическими предикатами МТ, где Т - означает динамичность модели. Введение понятия БМ позволило облегчить разработку математических моделей ИДН различных уровней сложности. Критерием сложности моделей может служить количество БМ, определяющих степень детализации и полноты описания процессов, протекающих в ИДН.

На рис. 2 приведена построенная на этом принципе линейная полная модель (ПМ) одноступенчатого (одножгутового) делителя (ОИДН).

,_ , -'»

п

Вхолная

цепь (/+1)-й декады

I мт<

Т-- i -О О

Рис. 2. Эквивалентная схема декадного ИДН

Входная цепь ОИДН изображена в виде четырехполюсника, на вход которого в общем случае поступают напряжения Ul и U2 от предыдущей (/ - 1)-й декады. Базовые модели МГц (Rl, L1), МГ\2 (R2, L2) моделируют импедансы коммутационных элементов и соединительных проводов, МГц (ЛЗ, 13) - активное сопротивление и индуктивность рассеяния делительной обмотки, а МГм (7f4) - активное сопротивление потерь в сердечнике, МГц (14, С1) - индуктивность и емкость делительной обмотки, МТ\$ (R5, С2) - сопротивление и емкость нагрузки, пересчитанные во входную цепь.

Выходная цепь ИДН моделируется моделями МГ\ - МТЮ. В этих моделях ер rj, lSj, cj представляют собой ЭДС, активное сопротивление провода, индуктивность рассеяния j-й секции и эквивалентную емкость, шунтирующую эту секцию. Развязка входной цепи от выходной осуществляется при помощи зависимых источников напряжения U5 =/i(C/3) и U6 =fi{UA), где fufi- линейные операторы преобразования.

Полная модель отображает все характеристики ИДН, интересующие разработчиков: входной и выходной импедансы, АЧХ и ФЧХ на всех выходных от-водаху = 0, 1,2,..., 10.

При анализе и расчете многодекадных ИДН целесообразно использовать упрощенную модель - макромодель (МКМ), которая представляет собой простую модель, содержащую минимально необходимое количество базовых моделей в выходной цепи. МКМ построена путем замены совокупности последовательно соединенных моделей МТ\о, МТ9,..., MTj+i и МТ\, МГг,..., MTj эквивалентными им базовыми моделями MT\i и МТщ.

Параметры элементов эквивалентной базовой модели МКМ, включенной в общем случае между какими-либо отводами к, m (к, me j), выражаются через параметры базовых моделей ПМ следующим образом:

m m m m

ek,m = X ep rk,m = Z rr Um = X hj> ={k- m)'2 X c;r (2) j=k+1 j=k+1 j=k+1 j=k+1

Заметим, что для МГц к- j +1, m = 10, а для МГ\% k = 0,m = j.

Формулы (2) справедливы для ИДН с любым числом секций. Приведены параметры компонентов макромоделей декадного ОИДН для различных коэффициентов передач при идентичных параметрах секций ej = е0, 0 = ro, hj = 4о и одинаковых значениях межпроводных емкостей Со-

Во входные цепи полной и упрощенной моделей включена базовая модель МГц (R3, Li), отображающая активное сопротивление и индуктивность рассеяния делительной обмотки. Это позволило корректно моделировать, во-первых,

прохождение вершины прямоугольного или ступенчатого импульса, т.е. постоянного сигнала и, во-вторых, автотрансформаторные и трансформаторные делители, в которых на общем ферромагнитном сердечнике размещаются несколько делительных обмоток с гальваническими и индуктивными связями. Предложенный вид входной цепи принципиально отличает эти модели от известных и существенно расширяет возможности их применения к анализу многообмоточных индуктивно-связанных цепей.

Оценка качества моделей. Для всех разработанных математических моделей ИДН оценивалась их адекватность, т.е. степень их соответствия физическим процессам, протекающим в ИДН. Численной мерой адекватности является погрешность модели, которая по всей совокупности п амплитудных погрешностей оценивалась по норме вектора £б =(е8],£62,...,е5„), равной е8 =||ебм|| = max|e8y.|, j= 1, 2, 3,..., п 5 -5.

£бу ——100%, (3)

л

где 5ур, Ьр - относительные погрешности коэффициента передачи модели и эталона. В качестве последнего использовалась более сложная модель с известной точностью или реальный ИДН. Выражение (3) справедливо для всех нормируемых параметров ИДН.

Методы расчета многокаскадных ИДН. Учет структурных особенностей многокаскадных ИДН позволяет применить при их расчете метод подсхем и модели разного уровня сложности и частотного поддиапазона. В качестве типовой подсхемы можно выбрать полную или упрощенную эквивалентную схему декадного делителя. Тогда расчет многокаскадного ИДН проводится последовательным расчетом типовых фрагментов, состоящих из типовой подсхемы и входной цепи последующего каскада. В результате удалось свести исходную задачу высокой размерности к последовательному решению задач низкой размерности.

Все рассмотренные выше методы расчета в общем случае применимы при аналитических исследованиях делителей. Однако их трудоемкость высока, особенно при анализе многокаскадных ИДН, что приводит к необходимости моделирования процессов в ИДН. Широкие возможности для этого представляет система OrCAD 9.2. Модель, созданную в этом пакете с помощью графического редактора PSpice Schematics, условимся обозначать как Р-модель. Преобразование полной и упрощенной моделей в соответствующие Р-модели осуществляется использованием зависимых источников напряжения типа ИНУН, имею-

щихся в библиотеках OrCAD 9.2. Адекватность модели оценивалась путем сопоставления результатов моделирования и натурных испытаний опытного образца двухдекадного ОИДН, имеющего разброс параметров декад не более 5 %. Определение относительной погрешности коэффициента передачи делителя проводилось на частотах 50 и 100 кГц методом сравнения с эталонным ИДН, входящим в состав измерительных установок К2-41 и В1-20, с помощью дифференциального указателя Ф7239 (ДУ-12А), входящего в состав поверочной установки высшей точности УВТ 52-А-87 (ВНИИФТРИ). Результаты моделирования и натурных испытаний показали, что погрешности полной и упрощенной моделей для первой (£51) и второй (£51,2) декад, рассчитанные по формуле (3), не превышают 3 %.

Расчет MX измерительных систем, состоящих из звеньев, соединенных между собой различными способами, удобно проводить по их передаточным функциям. Задача получения аналитических выражений искомых схемных функций была решена в системе компьютерной математики MATLAB.

Метод построения моделей в форме передаточной функции (Г-моделей) одно- и многокаскадных ИДН заключается в следующем. По исходной упрощенной модели, содержащей в выходной цепи только две базовые модели, создаем 5-модель делителя средствами пакета Simulink. Затем, с помощью специальных функций получаем передаточные функции отдельных ветвей 5-модели в виде отношения многочленов комплексной переменной s = с + у'со. Далее создаем модель ИДН из блоков передаточных функций (рис. 3), в которой входная цепь отображается блоками с передаточными функциями Тю, Т\\, Тп, а выходная - блоками с передаточными функциями Г43, Т53. Связь между указанными цепями осуществляют блоки с передаточными функциями T2j, Т33 и сумматор Sum. Выходной сигнал формируется на выходе второго сумматора Sum 1.

Input Point

Tu

Гзз

Та

Ты

Sum

Gl Tsi

G2 Та

Та

tri

+ +

Sunt I +

Output Point

Рис.3. Структурная схема однодекадного ИДН при К„ = 0,1

Получено выражение искомой передаточной функции Тп в виде отношения двух многочленов двадцать пятого порядка. После понижения порядка модели получено следующее выражение искомой редуцированной передаточной функции

_ 0,1166s3 + 2,646-10У +4,115-10125 + 1,345-1012 13~ s3 + 2,451 • 10552 + 4,115 ■ 10'3s +1,262 • 1013

Максимальная погрешность редуцирования составила z\rt = 11 %, а максимальная погрешность Г-модели, определенная методом сравнения ее с эталоном (Р-моделью) в диапазоне частот до 200 кГц, оказалась равной eSr = с5 + е6э = 20 %, где sg - погрешность Г-модели, рассчитанная по формуле (3); Еб3 - погрешность эталонной Р-модели, равная 3 %.

Описанным методом были получены передаточные функции третьего порядка двухдекадных ИДИ, выполненных на общем и отдельных сердечниках. Погрешности этих моделей не превысили 20 % и 30 % соответственно.

В третьей главе предложены и исследованы методы расширения частотного и динамического диапазонов индуктивных делителей напряжения.

Для поиска путей повышения точности делителей в области нижних частот разработана эквивалентная схема двухдекадного ИДИ, в котором делительные обмотки намотаны на общем сердечнике. Используя предложенный метод расчета типового фрагмента, получены условия уменьшения погрешности преобразования в виде

YIV

lim --— = 0,1л, (4)

г0/ + гэ

где гэ = {r0i(r1(i+1) +r2(/+1) +Äi+1)}/(r0i +r1(W) +rlm) +RM)\ n - номер отвода первой (г-ой) делительной обмотки; го, - активное сопротивление секции г-ой делительной обмотки; Ri+1 - активное сопротивление последующей (г+1)-ой делительной обмотки; Гц,-+1), г2(,+1) - активные сопротивления соединительных проводов и контактов коммутаторов последующей декады.

Из (4) следует, что, выбирая любые соотношения активных сопротивлений проводов делительных обмоток путем изменения диаметров проводов при условии существенного неравенства сопротивлений RM и г0/, можно обеспечить сколь угодно малую погрешность коэффициента передачи. Назовем делители, выполненные таким способом, делителями второго типа - ИДН 2. В работе приведены рекомендации по технической реализации последних. Моделирование в пакете OrCAD 9.2 и экспериментальные исследования с использованием эталонного делителя ДИ-6 и дифференциального указателя Ф7239 показали,

что у ИДН 2 амплитудная погрешность в области нижних частот (ОНЧ) 0,02...20 кГц при Лы = 1 Ог0. уменьшается в 4... 10 раз, а фазовая - в 14...60 раз. В делителях типа ИДН 2 наряду со снижением массогабаритных и стоимостных показателей, значительно уменьшаются перенапряжения при коммутации обмоток.

Для ИДН 2 получены выражения амплитудной и фазовой погрешностей при максимальном ослаблении, т.е. Ка = 0,01, в виде:

б =_ГШ1__п__^_) 5 -г"~89гг< (5)

4- -1-1 п 1п '' фо 1 т ■ 1-7

Г\(М) Г2(М) + 1 иГ0(1+1) Г0( + 1(1+1) + Г2(/+1) + 1 иГ0(/+1) ® А

Из (5) видно, что наибольший вклад в амплитудную и фазовую погрешности коэффициента передачи при малых его значениях вносят: активные сопротивления г2/, г2(М) нижних подводящих проводов и коммутаторов декад, активные сопротивления секций первой (гш), второй (т-0(;+1)) декад и индуктивность Ц делительной обмотки первой декады. Предложены сравнительно простые, но эффективные способы уменьшения активных сопротивлений нижних подводящих проводов и коммутаторов декад, основанные на использовании шунтирующих коммутационных элементов - контактов электромагнитных реле (ЭМР) и понижающих автотрансформаторов. Результаты моделирования показали, что в ОНЧ погрешность при максимальном ослаблении уменьшается в 7...40 раз. Следовательно, имеется возможность расширения динамического диапазона ИДН путем подключения к его выходу дополнительных декад.

Принцип симметрирования. Для построения широкополосных ИДН необходимо обеспечить равенство эквивалентных емкостей, приведенных к секциям делительной обмотки каскада. Предложено для решения поставленной задачи использовать принцип симметрирования многосекционных делительных обмоток.

Рассмотрим первый способ построения индуктивного делителя с симметрирующей обмоткой (ИДНСО-1.1). На рис. 4 приведена схема декадного делителя, выполненного на одном тороидальном сердечнике, на котором размещаются пять делительных обмоток Ь\...Ь5 (рис. 4, а). Симметрирующая обмотка Ь\, представляющая собой двоичный делитель, выполняется десятипроводным жгутом. Пятисекционные обмотки Ь2 и £4 изготавливаются из второго десяти-проводного жгута, а обмотки ЬЗ и 15 - из третьего десятипроводного жгута. При известных значениях шунтирующих эквивалентных емкостей пяти- и деся-тисекционных обмоток для делителя ИДНСО-1.1 получено распределение емкостей как показано на рис. 4, б.

U

TV\

LI I

¿31

¿4

£5(

.Si

и..

Ф З,зс0

10

I >

юс

X '2Ср 7

ф 4С. —4

J 12С» 2

Т 4С» 0

Рис. 4. ИДНСО-1.1: а) принципиальная схема; б) эквивалентные емкости секций Анализ точности ИДН проводился при следующих допущениях: материал магнитопровода однороден; диаметры проводов всех обмоток одинаковы; активные сопротивления секций равны нулю; индуктивности рассеяния секций одинаковы; емкостные проводимости между обмотками и обмотками и магни-топроводом равны нулю; все взаимные емкости между проводами в жгуте равны между собой.

С учетом этого коэффициент передачи делителя определяется по формуле:

К... =-

U„.

1 + <о%,

l2i

Lu + Lb

АЛ

I +1

4 i + Ь2 i

(6)

где Umx¡ - выходное напряжение на г'-м отводе; i = 1, 2, 3,...,10; L\¡, Lr, - эквивалентные индуктивности рассеяния и Сц, Сг, - эквивалентные емкости секций, включенных соответственно между отводами i, 10 и 0, /; со - круговая частота.

После преобразований с учетом выражения (1) получаем

АГп1 = 0,1(1 - 45); Кп2 = 0,2(1 - 5); КпЪ = 0,3(1 + 0,75); ^п4=0,4(1 + 5);^п5=0,5;/:п6=0,6(1-0,75); I (7)

Кв7 = 0,7(1 - 0,35); Кл, = 0,8(1 + 0,35); Кп9 = 0,9(1 + 0,45), где 5=q)2IsC0; Ls, Со - индуктивность рассеяния секции и межпроводная емкость соответственно.

В то же время для ОИДН имеем

Кл, = 0,1(1 -125); Кп2 = 0,2(1 - 85); Кп} = 0,3(1 - 4,75) £п4 =0,4(1-25); Кп5 =0,5;Кл6 =0,6(1 + 1,35); (8)

Кл1 = 0,7(1 + 25); Knt = 0,8(1 + 25); Kn9 = 0,9(1 +1,35).

Из сравнения выражений (7) и (8) видно, что у ИДНСО-1.1 максимальная частотная погрешность (при минимальном коэффициенте передачи) в три раза меньше, чем у ОИДН.

Проведены метрологические испытания ИДНСО-1.1 и ОИДН методом сравнения с мерой, в качестве которой использовался ИДН типа ДИ-Зм. Разность напряжений измерялась дифференциальным указателем Ф7239. Экспериментальные исследования подтвердили существенный выигрыш по точности ИДНСО-1.1 на верхней частоте 100 кГц (рис. 5).

8 К.,%

Рис. 5. Относительные погрешности коэффициентов передач делителей: 1) ИДНСО-1.1; 2) ОИДН; +) - экспериментальные данные

В частности, максимальное значение модуля частотной погрешности (при Кт = 0,1) у ИДНСО-1.1 уменьшается в четыре раза. Это позволяет увеличить верхнюю граничную частоту в два раза. Расхождение расчетных и экспериментальных данных объясняется принятыми выше допущениями.

Расширение диапазона рабочих частот приводит к улучшению качества переходного процесса. Действительно, как показали расчеты приведенных динамических погрешностей и экспериментальные исследования, максимальный выброс на первом выходном отводе ИДНСО-1.1 равен 28 %, что в 6 раз меньше, чем у ОИДН.

Входная емкость ИДНСО-1.1 равна Свхи = 2,45С0. Напомним, что входная емкость ОИДН равна Свх0 = 1,65С0.

Входную емкость можно снизить путем различного выполнения двоичного и пятеричных субделителей. Например, во втором варианте (ИДНСО-1.2)

симметрирующая обмотка изготавливается из двухпроводного жгута. Тогда входная емкость делителя равна СВХ1.2= 2,05Со.

Второй способ построения ИДНСО основан на выполнении требования полноты модели системы: включении в нее дополнительного элемента, приводящего к повышению ее точности. Так, в одном из вариантов делителя -ИДНСО-2м обмотки £2 и 14 изготавливаются из одиннадцатипроводного жгута, из пяти проводов которого выполняется пятисекционная обмотка Ы, а из остальных шести - шестисекционная обмотка 14. Аналогично выполняются обмотки ¿3 и 15. Таким образом, шестые секции обмоток Ь4 и Ь5 и являются теми самыми дополнительными элементами. Введение последних уменьшает отличие эквивалентных емкостей крайних секций от других, и, следовательно, повышает точность делителя на высоких частотах (частотная погрешность в 1,7 раза меньше, чем у ОИДН). Уменьшение выходных импедансов (в 2 раза по активной ив 1,2 раза по индуктивной составляющим) обеспечивает хорошее согласование с последующими каскадами, что в конечном итоге приводит к расширению динамического диапазона. Последний ограничивается уровнем собственных шумов и внешних электромагнитных полей.

Анализ прохождения шумов через ИДН. В работе проведен сравнительный анализ откликов однодекадных делителей типа ОИДН и ИДНСО-2м на воздействие квазибелого шума (9), т.е. белого шума с ограниченным по полосе спектром [-сос, + сос] со спектральной плотностью мощности (СПМ)

Пусть для упрощения дальнейших расчетов 5ц = 1 В2/Гц, тогда средний квадрат напряжения на выходе имеет вид

где К„{] со) - коэффициент передачи ИДН.

Таким образом, для нахождения отклика необходимо определить коэффициент передачи ИДН. Аналитическое выражение последнего можно найти по эквивалентной схеме средствами 5шш/ш£/МАТЬАВ. Делители отличаются параметрами входной и выходной цепей. При заданных исходных данных по алгоритму, приведенному в главе 2, получены редуцированные передаточные функции входных цепей для ОИДН и ИДНСО-2м в виде

(9)

(10)

т _ у9,525-10'3(а +2,857-1013 /5,953-1013ю + 5,952-1012 011 ;9,535-1013ш + 2,667-Ю14' со ~ ./5,959-Ю13ш + 1,548-Ю14' Подставив (11) в (10) и проведя интегрирование в среде МАРЬЕ 11, получим средние квадраты выходных напряжений. Из их сравнения следует, что средняя мощность шума на выходе делителя ИДНСО-2м в диапазоне частот [-0,15 Гц, + 0,15 Гц] на 20 % меньше, чем у ОИДН. Обусловлено это меньшим активным сопротивлением делительной обмотки ИДНСО-2м. В более широкой полосе частот мощности шумов отличаются не более чем на 2 %.

Таким образом, по шумовым свойствам во всем диапазоне рабочих частот ОИДН и ИДНСО-2м идентичны. Преимущества ИДНСО-2м проявляются только в инфранизкочастотном поддиапазоне. Напомним, что этот делитель имеет меньший выходной импеданс по сравнению с другими вариантами ИДНСО. Поэтому ИДНСО-2м был использован для расширения динамического диапазона и разрешающей способности установки В1-20 при калибровке установки для проверки медицинских электродов УПЭ-2 и установки К2-41 при калибровке дифференциального нановольтметра ДНВ-1. Краткие описания УПЭ-2 и ДНВ-1 приведены в Приложениях диссертации.

Высоковольтный ИДН. Эффективность принципа симметрирования проявляется а при построении делителей лестничного типа. В декадном ИДН (рис. 6)

(сердечники трансформаторов ТУ2 - ТУИ не обозначены) используется параллельно-последовательное соединение двоичных делителей ТУ2...ТУ\2, размещенных на отдельных сердечниках. Теоретически при иден-

тичных характеристиках сердечников и параметрах жгутов рассматриваемый ИДН не имеет частотной погрешности. Особенность делителей лестничного типа заключается в существенно меньшем значении входной емкости и высоком допустимом уровне входного напряжения (до нескольких единиц кВ) в диапазоне частот 20 Гц... 1 МГц.

Однако, такие делители обладают значительным выходным импедансом, например, выходной импеданс на пятом отводе ИДН лестничного типа в 30 раз больше выходного импеданса среднего отвода ОИДН.

Получено выражение зависимости выходного импеданса от номера отвода п в виде

т

2вых = (! -для и' = 1,2,3,...,- и н 21>, 2

1=1

т-п

(12)

2>/

^ВЬ,Х , = ЪЯ/ ~оЬ~)т2С Д'"Я " = Т+ 1> + 2" • -> т ^ Ы 2£а, 2 2

м

где т - число квантованных уровней выходного напряжения; гс - средний импеданс секций; а, - натуральные числа. Из формулы (12) при т = 10 получаем

^вых! =^вых9 =Югс> ^вых2 =^вых8 =27гс,

2 х=2 ,=48г, 2 ,=2 .=(>11 , 2 ,=15г,.

выхЗ вых7 с' вых4 выхо с» вых5 <*

(13)

Большие значения выходных импедансов 2цих приводят к существенному

росту методической погрешности при экспериментальном исследовании метрологических характеристик ИДН.

Метод симметрирования позволил улучшить параметры ИДН лестничного типа, благодаря подключению параллельно декадному делителю симметрирующего двоичного делителя 7У1 (см. рис. 6), выполненного на отдельном сердечнике. Для случая идеального симметрирующего делителя, когда его выходной импеданс г0 равен нулю, получены следующие значения выходных импедансов декадного делителя

7 =7 =7 =7 = 4 4г

вы х 1 вых4 ^выхб вых9

(14)

^вых2 — ^выхЗ ~ ^вых7 — ^вых8 ^вых5 — ® •)

Из выражений (13) и (14) видно, что наиболее значимо снижается выходной импеданс на пятом отводе. При г0 Ф 0 выходной импеданс на этом отводе

приближенно равен выходному импедансу симметрирующей обмотки, который можно уменьшать путем использования проводов большего поперечного сечения, их параллельного соединения, применения активных устройств, например, электронных усилителей.

Малые выходные сопротивления рассмотренного варианта лестничного ИДН уменьшают методическую погрешность при экспериментальных исследованиях. Так, погрешность аттестации высоковольтного ИДН равна 5-10"6 при ивх = 1000 В среднеквадратического значения и частоте 100 кГц. При этом относительная погрешность коэффициента передачи не превышала 3-Ю"5.

Четвертая глава посвящена вопросам проектирования многоканальных делителей напряжения.

В двухканальных ИДН изменение связей происходит на границе двух частотных поддиапазонов - частоте сопряжения /2. В диссертации разработана расчетно-экспериментальная методика проектирования двуканального многокаскадного ИДН, позволяющая с достаточной степенью точности осуществить выбор конструктивных и электромагнитных параметров ИДН и частоты /2 при заданных значениях погрешностей на нижней /н и верхней /а граничных частотах. Предложен и другой вариант построения широкополосного ИДН - трехка-нальный делитель композиционного типа. Особенностью такой структуры является то, что при помощи дополнительных коммутаторов из каскадов НЧ и ВЧ каналов образуется среднечастотный (СЧ) многокаскадный ИДН. В соответствии с этим диапазон рабочих частот разбивается на три поддиапазона: низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный. Обоснована целесообразность построения СЧ делителя из третьей - шестой НЧ декад и пятой, шестой декад ВЧ канала. При этом возможны две постановки задачи проектирования: прямая и обратная. Прямая задача: по заданным границам НЧ и ВЧ поддиапазонов/,,^* Л определить границы СЧ поддиапазона /ьУз- Обратная задача заключается в следующем: по заданному значению относительной погрешности коэффициента передачи 5К2 определить минимальную возможную нижнюю границу/И и максимально возможную верхнюю границу/ диапазона рабочих частот ИДН.

При решении прямой задачи проведен машинный расчет АЧХ НЧ, СЧ и ВЧ каналов ИДН. Построены зависимости погрешностей коэффициентов передач от частоты и найдены частоты сопряжений/1 и/ как абсциссы точек пересечений трех кривых. Анализ зависимостей показал, что введение СЧ канала позволяет существенно снизить значения погрешностей ИДН в диапазоне частот /1 ...Уз- Кроме того, в трехканальных ИДН зависимости входного сопротив-

ления и допустимого уровня входного напряжения от частоты имеют более равномерный вид, при этом на частоте^ выигрыш достигает пять раз.

В работе предложен вариант решения обратной задачи, когда известны параметры первой декады СЧ канала. Путем моделирования на ЭВМ с использованием полных и упрощенных моделей рассчитана АЧХ СЧ канала и построена зависимость относительной погрешности коэффициента передачи от частоты (кривая 3 на рис. 7). Абсциссы точек пересечений кривой 3 с линией заданной погрешности бКп =5К3 являются частотами сопряжений /1 и/з.

Рис. 7. Частотная погрешность ИДИ композиционного типа В результате решения обратной задачи удалось спроектировать ИДН, имеющий при тех же значениях требуемой погрешности значительно больший диапазон рабочих частот/, ...fB по сравнению с двухканальным ИДН, без существенного усложнения как структуры, так и конструкции ИДН. Из анализа кривых 1...3 видно, что введение СЧ делителя позволяет расширить полосу частот в области НЧ и ВЧ путем сдвига кривой 1 (кривая погрешности НЧ канала) влево, а кривой 2 (кривая погрешности ВЧ канала) вправо по оси частот. Так, в трехканальном ИДН типа ДИ-5 нижняя граница уменьшена до 10 Гц при одновременном уменьшении погрешности в два раза. В то же время, малое число витков и соответственно малые паразитные параметры декад ВЧ канала расширили диапазон рабочих частот до 150 кГц, что в 1,5 раза больше верхней граничной частоты двухканального ИДН.

Таким образом, многоканальные ИДН композиционного типа обеспечивают без значительных аппаратных затрат высокую точность деления напряжения в широком диапазоне частот.

Кодоуправлшые индуктивные делители напряжения (КИДН). В высокоточных КИДН коммутация отводов делительных обмоток осуществляется контактами электромагнитных реле. В области верхних частот превалирующее влияние на точность КИДН оказывают паразитные параметры ЭМР, соединительных проводов и емкости монтажа и нагрузки. Эффективными являются методы нейтрализации паразитных емкостей, основанные на идеях, используемых в теории инвариантности. Представим многокаскадный КИДН в виде объекта, на который воздействуют возмущения в виде паразитных параметров ЭМР и монтажных емкостей и вызывают отклонения реальных характеристик ИДН от номинальных. Тогда в качестве элемента второго канала можно выбрать паразитную емкость между контактом и металлическим экраном реле. Соединив все экраны и подав на них напряжение от дополнительного источника напряжения, равное, например, 1/д = 2£7ВЬ,Х, можно уменьшить влияние паразитных емкостей и повысить точность КИДН на высоких частотах. В работе предложены технические решения, защищенные авторскими свидетельствами, по созданию дополнительных источников напряжения на основе электронных усилителей, автотрансформаторов и НЧ части КИДН. Последний реализован в КИДН типа ДИП-2 (рис. 8), входящего в состав калибратора Ф7090 и автоматизированного поверочного комплекса «Кедр-1».

Рис. 8. Схема формирования компенсирующего напряжения Для подтверждения эффективности предложенного способа повышения точности были проведены испытания делителя ДИП-2м с помощью установки К2-41 на частоте 200 кГц. Установлено, что при использовании компенсирующего напряжения погрешность уменьшается в 2...3 раза (в зависимости от коэффициента передачи).

Кодоуправляемые индуктивно-резистивные делители напряжения (КИРДН). В рамках многоканального принципа построения делителя исследовано функциональное объединение двух типов делителей напряжения - КИДН и кодоуправляемого резистивного (КРДН). Такое решение позволяет уменьшить массо-габаритные показатели ИДН. В зависимости от требуемого приоритета характеристик (быстродействие, надежность, диапазон частот) возможны различные варианты построения кодоуправляемых индуктивно-резистивных делителей (КИРДН). Эти варианты можно разделить на два класса: комбинированные делители напряжения переменного тока и универсальные, т.е. способные работать как на переменном, так и на постоянном токе. КИРДН переменного тока можно в свою очередь разбить на комбинированные делители с сумматором на входе и с сумматором на выходе. Проведен анализ погрешностей, определены требования, предъявляемые к звеньям - КИДН и КРДН (микроэлектронным ЦАП).

При создании универсальных делителей целесообразно использовать автокоррекцию погрешности КРДН методом образцового сигнала, реализованного на основе КИДН. Если последний играет роль узкополосной образцовой меры, то КРДН, буферированный усилителем с регулируемым коэффициентом усиления (РУ), работает во всем диапазоне рабочих частот, например, 0...200 кГц. При такой сравнительно широкой полосе частот увеличиваются некоррелированные (высокочастотные) составляющие погрешности. Для уменьшения их влияния на погрешность коррекции корректирующий сигнал образуется путем интегрирования погрешности делителя.

Фильтрация не нужна при пренебрежении дисперсией некоррелированной составляющей погрешности. Это возможно для узкополосных РУ. Отсюда следует другой вариант построения универсального КИРДН (рис. 9), состоящего из КИДН, КРДН, РУ, схемы сравнения СС, блока выходных аттенюаторов БВА, блоков коммутации БК1 и БК2 и устройства управления УУ. По принципу действия такой делитель аналогичен двухканальному ИДН. В низкочастотном диапазоне, например 0... 1 кГц, работает КРДН, а в высокочастотном 1... 100 кГц -КИДН. В режимах «Коррекция» и «Измерение» каналы конфигурируются блоками коммутации БК1 и БК2.

Автокоррекция характеристики преобразования КРДН производится на нижней границе частотного диапазона КИДН, где последний играет роль эталона. Ограничение полосы частот КРДН позволяет использовать в качестве резистивного делителя современные прецизионные интегральные умножающие

ЦАП. Так как КИДН работает только в высокочастотной области, то и он может быть выполнен малогабаритным.

Г

КРДН

БК1

"П

1 Гг ЦАП1

1

L ЦАП2

<

УУ

РУ БВА -

сс

КИДН

БК2

1Г

Рис. 9. Структурная схема двухканалъного КИРДН

Программируемый делитель ДНП-2, реализованный по приведенной выше структурной схеме, входит в состав автоматизированного метрологического комплекса «Степь».

Пятая глава посвящена методам и средствам метрологического обеспечения ИДИ.

Для решения задачи нормирования погрешностей и АЧХ в области высоких частот разработан метод расчета амплитудной погрешности одно- и двух-декадного ИДИ с учетом стохастических свойств жгутов, из которых выполняются делительные обмотки.

Для декадного ОИДН коэффициент передачи для ¿-го выходного отвода определяется выражением (6). В этой формуле эквивалентные индуктивности рассеяния и емкости секций определяются в виде:

¿„ = £ 4я ¿2, = IX, С1(=(10- О"2 2 СР с2, = Г2£С,,

>¡+1 у=1 у'=/+1 у=1

где Ьу и Су - индуктивность рассеяния и шунтирующая емкость]-н секции; у =1,2, 3,..., 10.

Из (6) получаем формулу амплитудной погрешности

ю24 ~ со2ДХ„.

(15)

С„.+

1£_21Г

(16)

На основании (16) и (15) с учетом известных емкостей Су ОИДН находим: 5а1 =-125; = -85; = -4,75; 5а4 = -25; 5^ = 0; 5а6 = 1,35; 5а7 = 25; 5а8 = 25; 5а9 = 1,35,

где 5 = <о%С0.

Отклонения межпроводных емкостей и индуктивностей рассеяния проводов в жгуте от их средних значений Со, Ь3 и случайная последовательность соединения проводов в делительных обмотках генеральной совокупности декадных ИДН обуславливают случайный характер амплитудной погрешности. Последняя, как следует из (15) и (16), является многомерной случайной величиной, зависящей от двадцати параметров, вследствие чего аналитический расчет оказывается весьма трудоемким. Решение задачи упрощается, если воспользоваться критерием существенности случайной составляющей погрешности. Так, амплитудную погрешность (16), обусловленную разбросом параметра секций, полагаем пренебрежимо малой, если среднее квадратическое отклонение (СКО) а параметра не превышает 10 % среднего значения. В ряде работ приводятся данные о том, что СКО индуктивностей рассеяния проводов не превышает 6 %, тогда как СКО межпроводных емкостей достигает 20 %. Тогда, если пренебречь влиянием индуктивностей рассеяния, то амплитудная погрешность, распределенная по нормальному закону, зависит только от стохастических свойств емкости между двумя проводами жгута.

Для расчета амплитудной погрешности по формуле (16) необходимо доказать факт статистической зависимости случайных величин Си и Сц. С учетом формулы (15) это следует из коррелированности эквивалентных шунтирующих емкостей секций С) декадной обмотки. Действительно, если рассмотреть упрощенную физическую модель жгута, например, четырехпроводного (рис. 10), то в сечении А емкости между проводами 1 и 2, 1 и 3, 2 и 3 равны между собой, т.е. С('2 = = С023 = С0, а емкость между проводами 3 и 4 меньше остальных, т.е. С034 < С0. При случайной перестановке проводов емкости изменяются. Например, в сечении Б имеем С034 = С0, но С'3<С0.

А Б То есть, увеличение межпроводной ем-

кости одной пары проводов сопровождается уменьшением взаимной емкости другой. Из рис. 10 виден механизм появления раз-Рас. 10. Расположение проводов бР0Са значений межпроводных емкостей от

в поперечных сечениях жгута среднего значения емкости С0. Несмотря на

случайное смешивание проводов, с некоторой вероятностью пара проводов всегда будет располагаться в поверхностном слое сечения жгута, а другая - в центре.

Таким образом, амплитудная погрешность (16) представляет собой функцию двух коррелированных величин Си, С2, и для её дисперсии получено следующее выражение:

Я[5„] = А^[Си] + В] В [С2, ] + 2А,ВЯ [СиС2, ] р [С„ ] О [С2, ], (17)

где А, = --——; Я[СиС2], £>[С„], £>[С2,.] - коэффициент кор-

А/ + 2/ -Ц,- + 2/ реляции и дисперсии величин Си и Сг,- соответственно.

Для упрощения расчета принимаем Л[С1;С2;.] = -1. Это допущение обусловливает сильную обратную корреляцию между двухпроводными емкостями как в одном жгуте, так и во всей совокупности жгутов.

Тогда формула (17) принимает вид

/?[5.,] = АЩСи] + В?0[С2,}-2А1В^П[Си}П[С21]. (18)

Для определения дисперсий емкостей С1; и С2; предположим, что среднее значение межпроводных емкостей генеральной совокупности равно Со, а дисперсия - О[С0]. Тогда, используя методику приведения межпроводных емкостей С0, подключенных к серединам секций, к концам каждой секции декадной обмотки, можно рассчитать дисперсии емкостей для г-го отвода обмотки. Например, для отвода / = 1 из (15) находим:

1 4 5Г

С„ =-^-(2-12,5 + 2-18,5 + 2-22,5 + 2-24,5 + 4,5)С0 = 1,98С0; С2| =^р-2- = 4,5С0;

/>[СП] = £)[1,98С0] = 3,9£>[С0], 0[С21] = £[4,5С0] = 20,30[С0].

После вычисления всех значений и /)[С2|] по формуле (18) были

найдены значения дисперсии амплитудной погрешности £>[§а,] для всех отводов.

Расчет результирующей погрешности был сделан в предположении, что коэффициент вариации V = у!Ъ[С0]/С0 = 0,2 и доверительная вероятность Рд = 0,997 . Полученные интервалы амплитудной погрешности имеют вид: §1 = -(12±12)8; 52 = -(8±13)8; б3 = -(4,7±12)5;б4 = -(2 ±12)5; 1 б5 = ± 1 Об; б6 = (1,3 + 8)5; б7 = (2 + 5)5; 68 = (2 ± 3)5; 59 = (1,3 +1,3)5. |

На рис. 11 приведен пример графического представления АЧХ делителя для коэффициента передачи 0,1 при ¿ С0 = 2,6-10"16с2.

Kl

0,0990 —

0,1000

0,0995

20 50 100 150 200 J'

Рис. 11. А ЧХ ИДН в области верхних частот:

f, кГц

1) номинальная характеристика; 2, 3) верхняя и нижняя граничные характеристики

В работах Иыерса P.P. проведен расчет границ разброса амплитудной погрешности для отводов 1...5 путем статистического моделирования на ЭВМ случайной последовательности соединения проводов делительной обмотки и получены интервалы амплитудной погрешности:

5J = -(12 ± 11)5,6'2 = -(8 ± 10)5,5; = -(4,7 ± 11)8,= -<2 ± 9)8,= ±75. (20)

Результаты расчета по формулам (20) совпадают (отличие менее 30 %) с интервалами погрешностей (19) для тех же пяти нижних отводов. В диссертации получены аналитические выражения амплитудных погрешностей для всех отводов декадного ИДН. Экспериментальные исследования подтверждают, что погрешности отдельных экземпляров ОИДН находятся в зоне допусков, определяемых формулой (19).

По этой методике проведены расчеты интервалов амплитудных погрешностей ИДН с симметрирующей обмоткой и двухдекадных ИДН, выполненных на общем и отдельных сердечниках.

Предложенный метод расчета амплитудной погрешности как случайной величины применим для расчета как одно-, так и многокаскадных ИДН, делительные обмотки которых могут содержать любое число секций с известными распределениями шунтирующих емкостей секций и статистическими характеристиками параметров секций. При этом исходные данные для расчета (индуктивности рассеяния и межпроводные емкости) определяются сравнительно простыми методами и средствами измерений.

Из экспериментальных методов определения погрешностей коэффициента передачи делителя наибольшее применение нашел метод сравнения поверяемого делителя с эталонным ИДН. На основе теоретических исследований, прове-

денных в главах 2, 3 и 4, созданы прецизионные узкополосные и широкополосные многокаскадные ИДН.

Эталонный шестидекадный самоповеряемый делитель ДИ-6 выполнен по двухступенчатой технологии и по способу размещения двух декад на одном сердечнике, т.е. в виде ИДН 2. При этом делительные обмотки были изготовлены одиннадцатипроводными жгутами, из десяти проводов которых выполнялись декадные обмотки, а одиннадцатого провода - опорные секции. Последние обеспечивают возможность поверки ИДН методом опорного потенциала.

По точности ДИ-6 не уступает зарубежным аналогам (табл. 1). С 1986 года ДИ-6 используется во ВНИИФТРИ в составе установки высшей точности для измерения электромагнитных колебаний УВТ 52-А-87 в качестве исходной меры ослабления в диапазоне частот 0,4... 1 кГц.

При экспериментальном определении погрешностей делителей любых типов, в том числе ЦАП, в широком частотном и динамическом диапазонах необходимы эталонные делители, точность которых должна быть более чем в три раза выше точности поверяемых масштабных измерительных преобразователей. Для этих целей были созданы ИДН с переменными связями - двухканаль-ные типа Р755, ДИ-Зм и трехканальный ДИ-5, являющиеся более широкополосными по сравнению с зарубежными ИДН (см. табл. 1). По результатам испытаний, проведенных во ВНИИФТРИ, делитель ДИ-Зм аттестован в качестве рабочей эталонной меры ослабления в диапазоне частот 0,02...200 кГц и динамическом диапазоне 120 дБ. Делитель ДИ-Зм включен в состав УВТ 52-А-87.

Особенностью разработки ИДН является широкое использование экспериментальных данных на разных стадиях и этапах проектирования. Правильное проектирование ИДН возможно только при наличии методов и средств измерений характеристик ИДН, отличающихся приемлемой точностью, высокой производительностью и низкой стоимостью проведения экспериментальных работ. Этим требованиям удовлетворяют разработанные и созданные компьютерные системы измерений параметров и характеристик ИДН, состав аппаратных средств которых (вольтметры, генераторы, платы сбора данных) определяется реализуемыми методами измерений характеристик элементов и всего ИДН в целом; программноуправляемые генераторы тестовых напряжений постоянного и переменного тока с диапазоном частот до 200 кГц на основе ЦАП, активных ЯС-цепей и функционального генератора МАЖ)38; дифференциальный нано-вольтметр с чувствительностью 50 нВ в диапазоне рабочих частот 0,2...2 кГц.

Та&пица 1

Технические характеристики индуктивных делителей напряжения_

Тип (число декад) Диапазон рабочих частот /кГц Предел допускаемой основной погрешности преобразования Импеданс Допустимое входное напряжение, В

входной выходной

DT72A США (7) 0,05,„1 1...20 ilO"6 при КП = 0,1...1 К'1 + 0,01)/^ 500 кОм 5 0м, 30 мкГн 0,3 5/[Гц], (макс. 350 В)

Т 924 NPL Англия (6) 0,05...5 ±5-10-п1КП 1 Гн 10 Ом, 20 мкГн 0,05/[Гц], (макс. 150 В)

ДИ-6 (6) 0,4... 1 ±(3 ■ 10"7 + 4-10"9/ Кп) при АГП = 0,1... 1 ЮкОм 6 0м, 15 мкГн 0,3 5/[Гц], (макс. 350 В)

ДИ-Зм (6) 1 0,02...200 ±(4'10^ + 5-Ю"7/А'п) 50 кОм 5 Ом, 5 мкГн 0,5/[Гц], (макс. 200 В)

Р755 (8) 1 0,02...200 ±(5-10^+ М0"7/^„) ±(4- К)4 + 5-10"7/ К„) 50 кОм 5 Ом, 5 мкГн 0,5/[Гц], (макс. 200 В)

ДИ-5 (6) 1 0,01...200 M.Z-VX6 + l-W7l К„) ±(3-10^ + 2-10"7/ЛГп) 100 кОм 5 Ом, 5 мкГн /[Гц], (макс. 300 В)

ДИП-2м (6) 1 0,02...200 ±(5-10"6+ НО"6/*,,) ¿(МО^ + МО-6/^) 50 кОм 5 Ом, 5 мкГн 0,5/[Гц], (макс. 200 В)

ДНП-2 (6) 0...10 100 ±(105 + 3-107/ А',,) ±(3-104 + 1-10-<У.Кп) ЮкОм 5 Ом, 5 мкГн 10

В приложениях приведены методика проектирования импульсного трансформатора, результаты расчета шестидекадного ИДН в системе ОгСАО 9.2, переходные характеристики ИДН, описания и технические характеристики серийных установок К2-41, В1-20, ИДН с ручным и программным управлением, кодоуправляемых индуктивно-резистивных делителей, приборов медицинского назначения и ядерной физики, калибровка которых проводилась с использованием разработанных ИДН, и документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В работе проведены теоретические и экспериментальные исследования новых методов повышения точности делителей напряжения в области низких и высоких частот и улучшения временных характеристик. В результате проведенных исследований автором получены следующие результаты:

1. Предложены адекватные сравнительно полные и упрощенные математические модели ИДИ, позволяющие осуществлять расчет и анализ многокаскадных делителей различных структур и сложности аналитическими и машинными методами. Разработана методика получения передаточной функции одно- и многокаскадных ИДИ не выше третьего порядка в системе MATLAB.

2. Определены и сформулированы условия уменьшения погрешности коэффициента передачи в области низких частот. Предложены пути повышения точности, заключающиеся в размещении двух каскадов на общем магнитопро-воде при выполнении их обмоток проводами существенно разных диаметров и введении дополнительных компенсационных обмоток.

3. Проведено исследование источников погрешностей ИДИ при больших ослаблениях и предложены меры по уменьшению аддитивной погрешности до 200 нВ и расширению динамического диапазона до 160 дБ с помощью шунтирующих коммутационных элементов и понижающих автотрансформаторов.

4. Разработан принцип симметрирования обмоток, позволяющий увеличить верхнюю граничную частоту в 1,2...2,2 раза. Предложены и исследованы варианты ИДИ с симметрирующими обмотками. Проведено теоретическое и экспериментальное обоснование применимости метода симметрирования для построения высоковольтного ИДН с относительной погрешностью коэффициента передачи 0,003 % при уровне входного напряжения 1000 В и частоте 100 кГц.

5. Установлено, что для расширения диапазона рабочих частот многокаскадных ИДН необходимо использовать структуры с переменными связями. Предложена методика расчета частоты сопряжения двухканальных делителей. Разработаны и исследованы трехканальные ИДН композиционного типа, имеющие более высокие метрологические характеристики в диапазоне частот 0,01.. .200 кГц при минимальных аппаратурных затратах.

6. Показано, что погрешность деления напряжения кодоуправляемых ИДН на высоких частотах определяется в основном параметрами коммутационных и соединительных элементов, емкостями монтажа и нагрузки. На основе разработанной модели кодоуправляемого ИДН и теории инвариантности предложено использовать низкочастотный канал для формирования компенсирующего воз-

действия на источники погрешностей, что позволило уменьшить погрешность в два раза на частоте 200 кГц.

7. Разработаны и исследованы комбинированные индуктивно-резистивные делители напряжения. Предложены схемы кодоуправляемых универсальных делителей с автокоррекцией погрешности резистивного делителя методом образцового сигнала, реализуемого индуктивным делителем.

8. Предложен аналитический метод оценки выбросов напряжений на выходных отводах делительной обмотки. Правильность этого метода подтверждена экспериментальными исследованиями переходных характеристик одноступенчатого делителя и ИДИ с симметрирующей обмоткой. Предложены способы уменьшения перенапряжений в многокаскадных ИДИ, не приводящие к снижению быстродействия и ухудшению частотных свойств и не требующие значительных аппаратных затрат.

9. Проведен анализ прохождения шумов через различные типы ИДИ. Отмечено, что такое исследование стало возможным только в результате разработанной методики получения аналитического выражения передаточной функции в системе МАТЬАВ.

10. Разработан новый метод расчета амплитудной (частотной) погрешности одно- и многокаскадных ИДН различных типов с учетом стохастических свойств элементов. Получены интервалы амплитудных погрешностей с заданной вероятностью. Последние позволяют нормировать номинальную АЧХ и допускаемые отклонения от нее. При этом исходные данные для расчета - индуктивности рассеяния и межпроводные емкости - определяются сравнительно простыми методами и средствами измерений.

11. В результате проведенных исследований разработаны принципы построения и созданы прецизионные ИДН, дифференциальный нановольтметр и генераторы для метрологического обеспечения ИДН. По результатам испытаний в ВНИИФТРИ делитель ДИ-6 аттестован в качестве исходной меры ослабления в диапазоне частот 0,4...1 кГц, а делитель ДИ-Зм - как рабочий эталон в диапазоне частот 0,02...200 кГц в динамическом диапазоне 120 дБ.

12. Разработаны и изготовлены индуктивные и индуктивно-резистивные делители напряжения в виде отдельных приборов и в составе различных систем. Ряд из них выпускались серийно - установка для поверки вольтметров

В1-20, установка измерительная комплексная К2-41, отдельными партиями -программируемый источник калиброванных напряжений переменного тока Ф7090, автоматизированный поверочный комплекс «Кедр-1», автоматизированный метрологический комплекс «Степь». Разработанные средства измере-

ний защищены авторскими свидетельствами и патентами России. Показана эффективность применения установок В1-20 и К2-41 совместно с ИДИ с симметрирующими обмотками при калибровке измерительных каналов приборов медицинского назначения и ядерной физики, а также установки УПЭ-2 при измерениях аддитивной погрешности и малых напряжений на выходе ИДИ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ким В.Л. Методы и средства повышения точности индуктивных делителей напряжения: монография. - Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2009. -214с.

2. Ким В.Л. Многоканальные композиционные индуктивные делители напряжения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2008. -N6.-С. 49-53.

3. Ким В.Л. Алгоритм определения частоты сопряжения в многоканальном индуктивном делителе напряжения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2007. - N 4. - С. 52-55.

4. Ким В.Л. Повышение точности многокаскадных индуктивных делителей напряжения в диапазоне низких частот // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2006. - N 8. - С. 44-49.

5. Ким В.Л. Математическое моделирование индуктивного делителя напряжения в системе МАТЬАВ // Электричество. - 2006. - N 8. - С. 23-29.

6. Ким В.Л. Моделирование многокаскадных индуктивных делителей напряжения в частотной области // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2005. - N 2. - С. 15-20.

7. Ким В.Л. Расчет случайной погрешности многокаскадного индуктивного делителя напряжения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2005. 4. -С. 40-43.

8. Ким В.Л. Расчет случайной погрешности индуктивных делителей напряжения с симметрирующей обмоткой // Элсктричсство.-2005.-Ы 2- С. 48-52.

9. Ким В.Л. Расчет погрешностей индуктивного делителя напряжения с симметрирующей обмоткой // Измерительная техника,- 2004.- N 10.- С. 40-43.

10. Ким В.Л. Расчет погрешностей многодекадного индуктивного делителя напряжения // Известия Томского политехи, ун-та. - 2004. - Т. 307, N 6. -

С. 121-125.

11. Ким В.JI. Анализ подавления четных гармоник в управляемом аттенюаторе на полевых транзисторах // Известия ВУЗов «Приборостроение». - 2004. -N5.-С. 58-61.

12. Ким В.Л. Расчет амплитудной погрешности индуктивного делителя напряжения // Измерительная техника. - 2004. - N 3. - С. 28-31.

13. Ким В.Л. Расчет выходного импеданса индуктивного делителя напряжения с симметрирующей обмоткой // Известия Томского политехи, ун-та. -2004. - Т. 307, N 2. - С. 145-148.

14. Ким В.Л. Новый способ расширения частотного диапазона индуктивных делителей напряжения // Электричество. - 2003. - N 12. - С. 46^9.

15. Ким В.Л. Широкополосный индуктивный делитель напряжения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2003. - N 9. - С. 22-24.

16. Ким В.Л. Синтез управляемых аттенюаторов с малыми нелинейными искажениями // Известия Томского политехи, ун-та. - 2003. - Т. 306, N 4. -

С. 67-71.

17. Ким В.Л. Индуктивные делители напряжения с симметрирующей обмоткой // Известия Томского политехи, ун-та. - 2003. - Т. 306, N 3. - С. 93-95.

18. Ким В.Л. Микропроцессорные системы: учебное пособие. - Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2000. - 136 с.

19. Ким В.Л., Казаков В.Ю., Меркулов C.B. Компьютерная система измерения параметров медицинских электродов // Датчики и системы. - 2008. - N 8. -С. 44-46.

20. Ким В.Л., Меркулов C.B. Кодоуправляемые индуктивно-резистивные делители напряжения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.-2008,-N 1.-С. 42-45.

21. Ким В.Л., Меркулов C.B. Компьютерная система измерения характеристик индуктивных делителей напряжения // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2006. - N 3. - С. 42-45.

22. Ким В.Л., Меркулов C.B. Моделирование индуктивных делителей напряжения в системе MATLAB // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2005. - N 8. - С. 20-25.

23. Ким В.Л., Дайнаков В.Н. Моделирование многодекадного индуктивного делителя напряжения в системе MATLAB // Известия Томского политехи, ун-та. - 2005. - Т. 308, N 4. - С. 167-172.

24. Ким В.Л., Ройтман М.С. Эталонный индуктивный делитель напряжения // Известия Томского политехи, ун-та. - 2003. - Т. 306, N 5. - С. 88-92.

25. Муравьев C.B. Ким В.Л., Комаров A.B., Октябрьский В.В.,

Сарычев C.B. Компьютерные лабораторные работы на основе графической программной технологии // Датчики и системы. - 2000. - N 10. - С. 7-11.

26. Ройтман М.С., Ким B.JL, Калиниченко Н.П. Кодоуправляемые прецизионные делители напряжения // Измерения, контроль, автоматизация: науч.-тех. сб. обзоров /ЦНИИТЭИ приборостроения,- М.,1986. - Вып. 1(57) - С. 3-17.

27. Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Зайдман Г.И., Ким В.Л. Широкополосный кодоуправляемый индуктивный делитель напряжения // Приборы и системы управления. - 1981.-N 11.-С. 16-17.

28. Ким В.Л., Подкопаев H.H., Березовский А.Б. Устройства поверки высоких уровней напряжения // Проблемы метрологии. Метрологическое обеспечение средств измерений переменного тока: межвуз. научно-техн. сборник. -Томск: Изд-во ТПИ, 1985. - С. 44-56.

29. Ройтман М.С., Ким В.Л., Калиниченко Н.П. Метрологическое обеспечение индуктивных делителей напряжения // Современные проблемы метрологии в системе метрологического обеспечения: сб. науч. тр. - M., 1986.-С. 4Ъ-<\7.

30. Пат. 2223564 РФ, МПК7 H01F 21/12. Многодекадный индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л.; заявл. 09.07.2002; опубл. 10.02.2004, Бюл. N 4.

31. Пат. 50043 РФ, МПК7 H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л.; заявл. 07.06.2005; опубл. 10.12.2005, Бюл. N 34.

32. Пат. 39001 РФ, МПК7 H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л.; заявл. 04.02.2004; опубл. 10.07.2004, Бюл. N 19.

33. Пат. 60785 РФ, МПК7 H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л., Меркулов C.B.; заявл. 02.05.2006; опубл. 27.01.2007, Бюл. N 1.

34. А. с. 951598 СССР, МКИ3 Н02М 05/06. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л.; заявл. 14.10.80; опубл. 15.08.82, Бюл. N 30.

35. А. с. 1035650 СССР, МКИ H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л., Калиниченко Н.П., Ройтман М.С.; заявл. 09.03.82; опубл. 15.08.83, Бюл. N 30.

36. А. с. 637925 СССР, МКИ2 Н02М 5/12. Многодекадный индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким В.Л.; заявл. 20.01.75; опубл. 15.12.78, Бюл. N46.

37. А. с. 773507 СССР, МКИ3 G01R 15/06. Декадный индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким В.Л., Демкин В.М.; заявл. 16.04.79; опубл. 23.10.80, Бюл. N 39.

38. А. с. 792301 СССР, МКИ3 H01F 21/12. Многодекадный индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Ким В.Л., Калиниченко Н.П.; заявл. 21.06.78; опубл. 30.12.80, Бюл. N 48.

39. А. с. 909644 СССР, МКИ3 G01R 15/06. Индуктивный делитель напряжения / Калиниченко Н.П., Коновалов В.Е., Ким B.JI., Сухов A.C.; заявл. 18.07.80; опубл. 28.02.82, Бюл. N 8.

40. А. с. 920987 СССР, МКИ3 Н02М 5/10. Индуктивный делитель напряжения / Крамнюк А.И., Калиниченко Н.П., Ким B.JL, Сухов A.C.; заявл. 13.05.80; опубл. 15.04.82, Бюл. N 14.

41. A.c. 1049991 СССР, МКИ H01F 21/12 Индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Крамнюк А.И., Калиниченко Н.П., Ким B.JL; заявл. 13.05.80; опубл. 23.10.83, Бюл. N 39.

42. А. с. 1061240 СССР, МКИ Н03С 3/30. Устройство с регулируемым коэффициентом передачи / Сергеев В.М., Чуфистов В.И., Ким B.JL; заявл. 22.12.80; опубл. 15.12.83, Бюл. N 46.

43. А. с. 1191951 СССР, МКИ H01F 21/12. Устройство для деления напряжения / Ройтман М.С., Ким B.JL, Калиниченко Н.П.; заявл. 21.12.83; опубл.

15.11.85, Бюл. N42.

44. А. с. 1249622 СССР, МКИ H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким В.Л.; заявл. 11.12.84; опубл.

07.08.86, Бюл. N 29.

45. А. с. 1257530 СССР, МКИ G01R 15/06. Управляемый масштабный преобразователь переменного напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким В.Л.; заявл. 15.06.84; опубл. 15.09.86, Бюл. N 34.

46. А. с. 1259344 СССР, МКИ H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Гладикова Е.А., Ким В.Л.; заявл. 14.07.83; опубл. 23.09.86, Бюл. N 35.

47. А. с. 1277227 СССР, МКИ H01F 21/12. Кодоуправляемый индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким В.Л.; заявл. 11.01.85; опубл. 15.12.86, Бюл. N 46.

48. Ким В.Л. Широкополосная многозначная мера отношения // Материалы IV международн. научно-техн. конф. «Измерение, контроль, информатизация ИКИ-2003», 19-21 мая 2003 г. - Барнаул: Изд-во АГТУ, 2003. - С. 81-83.

49. Ким В.Л. Методы повышения точности индуктивных делителей напряжения // Материалы восьмой Всеросс. научно-техн. конф. «Методы и средства измерений физических величин», 23 дек. 2003 г. - Н. Новгород: Межрег. Верх-не-Волжское отдел. Академии технол. наук РФ, 2003. - С. 19-20.

50. Меркулов C.B., Ким В.Л. Модуль первичной обработки сигналов электрофизической установки «Токамак-КТМ» // Материалы IX междунар. конф.

«Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2008», 24-26 сент. 2008 г. - Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2008. - Т. 2. -С. 89-91.

51. Roitman M.S., Kim V.L., Komarov A.V. Using LabVIEW Software in the Automatic Measurement System // Proc. of Third International Symposium «Application of the Conversion Research Results for International Cooperation SIBCONVERS-99». - Russia, Tomsk. - May 18-20, 1999. - P. 187-188.

52. Kim V.L., Silushkin S.V., Plotnikov A.N. Mathematical Models and Methods of Multidecade Inductive Voltage Divider Calculation // Proc. IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2003). - Russia, Tomsk, October 1-2,2003. - P. 98-101.

53. Kim V.L., Dainakov V.N., Iljin A.B. Extending of the Frequency Range of Multidecade Inductive Voltage Divider // Proc. 8-th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology KORUS 2004. - Russia, Tomsk, 26 June-3 July, 2004.-Vol. l.-P. 241-244.

54. Kim V.L., Dulbinov R.G. Inductive Voltage Divider Simulation in MATLAB // Proc. IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2005). - Russia, Tomsk, October 21-22, 2005. - P. 135-140.

Подписано к печати 24.04.2009. Формат 60x84/16. Бумага «Снегурочка». Печать XEROX. Усл.печ.л. 2,21. Уч.-изд.л. 2,0. Заказ 415-09. Тираж 100 экз. Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2000

ИЗДАТЕЛЬСТВО^'ТПУ. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.

Введение

Глава 1. Метрологические характеристики и принципы построения индуктивных делителей напряжения

1.1. Особенности нормирования метрологических характеристик ИДН.

1.2. Принципы построения ИДН с высокими метрологическими характеристиками.

1.2.1. Пути уменьшения погрешностей ИДН в широком диапазоне частот.

1.2.2. Способы повышения точности при больших ослаблениях.

1.2.3. Способы уменьшения коммутационных перенапряжений.

Выводы.

Глава 2. Математическое моделирование индуктивных делителей напряжения

2.1. Разработка математических моделей ИДН.

2.1.1. Разработка математических моделей ИДН для частотной области.

2.1.2. Расчет ИДН в частотной области.:.

2.2. Моделирование ИДН в системе MATLAB

2.2.1. Построение Г-модели однодекадного ИДН.

2.2.2. Построение Г-модели двухдекадного ИДН.

2.3. Анализ переходных процессов в ИДН.

Выводы

Глава 3. Методы расширения частотного и динамического диапазонов индуктивных делителей напряжения.

3.1. Повышение точности многокаскадных ИДН в диапазоне нижних частот.

3.2. Повышение точности многокаскадных ИДН в диапазоне верхних частот

3.2.1. Принципы построения и анализ метрологических характеристик

ИДН с симметрирующими обмотками.

3.2.2. Расчет погрешностей ИДН с симметрирующей обмоткой в области средних частот

3.2.3. Расчет выходного импеданса ИДН с симметрирующей обмоткой, выполненного на одном сердечнике

3.2.4. Расчет выходного импеданса ИДН с симметрирующей обмоткой, выполненного на отдельных сердечниках.

3.2.5. Способ уменьшения выходного импеданса симметрирующей обмотки.

3.2.6. Переходные процессы в ИДН с симметрирующей обмоткой

3.2.7. Новые способы уменьшения коммутационных перенапряжений в ИДН

3.2.81 Расчет погрешности взаимодействия ИДН с симметрирующей обмоткой.

3.3. Анализ прохождения шумов через ИДН

Выводы.

Глава 4. Разработка и исследование многоканальных индуктивных делителей напряжения.

4.1. Алгоритм определения частоты сопряжения в многоканальном ИДН:.

4.2. Композиционные индуктивные делители напряжения

4.3. Кодоуправляемые индуктивные делители напряжения.

4.3.1. Способы повышения точности КИДН.

4.3.2. Кодоуправляемые индуктивно-резистивные делители напряжения

4.3.3. Вопросы реализации универсальных КИРДН

4.3.3.1. Структуры универсальных КИРДН с автокоррекцией

4.3.3.2. Анализ подавления четных гармоник в управляемом аттенюаторе на сдвоенных полевых транзисторах.

Выводы.

Глава 5. Методы и средства метрологического обеспечения индуктивных делителей напряжения

5.1. Расчет амплитудной погрешности декадного ИДН.

5.2. Расчет амплитудной погрешности многодекадного ИДН.

5.3. Расчет амплитудной погрешности двухдекадного ИДН, выполненного на отдельных сердечниках.

5.4. Расчет амплитудной погрешности ИДН с симметрирующей обмоткой.

5.5. Эталонные ИДН.

5.6. Прецизионные многоканальные ИДН.

5.7. Компьютерные системы измерений параметров и характеристик ИДН

5.8. Генераторы тестовых напряжений.

5.9. Дифференциальный нановольтметр.

Выводы.

В теории измерений к числу важнейших измерительных преобразований относят изменение размера величины. В области электро- и радиоизмерений уменьшение размера осуществляется типовыми устройствами - масштабными измерительными преобразователями, в частности, делителями напряжения переменного тока. Наиболее приемлемыми метрологическими характеристиками (MX) в диапазоне частот десятки Гц - сотни кГц и диапазоне измерений сотни нановольт - единицы киловольт обладают индуктивные делители напряжения (ИДН)< [1 - 6]. ИДН, работающие в указанном частотном диапазоне, с точки зрения методологии обеспечения единства измерений напряжения [7] относятся к условно низкочастотным. Внимание к последним обусловлено рядом причин. Наивысшую точность деления^ по сравнению с другими типами делителей в указанном выше диапазоне измерений напряжения обеспечивают именно ИДН в полосе частот сотни герц - единицы килогерц. Множество средств измерений, используемых в области измерений, контроля, и диагностики, работают в низкочастотном диапазоне. Метрологическое обеспечение этих приборов и систем базируется на делителях рассматриваемого типа.

ИДН отличаются высокой точностью, временной и температурной стабильностью, помехозащищенностью, низким выходным и сравнительно большим входным сопротивлением, малыми фазовыми сдвигами. Эти достоинства обусловлены использованием специальных видов намоток делительных обмоток, высококачественных ферромагнитных сердечников с высокой магнитной проницаемостью и низкими потерями на основе пермаллоя, аморфного и на-нокристаллического железа, ферритов и др.

Многообразие схем и режимов измерений обуславливают широкое применение ИДН в мостовых измерениях импедансов, параметров электрических цепей, неэлектрических величин [5, 8 - 15], системах измерения ослабления аттенюаторов, сопротивлений и емкостей [16 - 19], при калибровке трансформаторов напряжения [20 — 22], высоковольтных измерениях [23, 24], при калибровке и поверке усилителей, вольтметров и калибраторов [25 — 27]. В последнее время системы калибровки высоковольтных термопреобразователей [28, 29], широкополосных ваттметров и стандартов мощности [30 — 32], а также системы измерения параметров преобразователей переменного тока, трансформаторов тока и токовых шунтов [33, 34] комплектуются высокоточными ИДН декадного или двоичного типа. Военное ведомство США закупает ИДН для тестирования систем авионики, прецизионных сервоприводов, синус-косинусных вращающихся трансформаторов и др.

Уникальные свойства ИДН, по сути являющихся мерами отношения (ослабления) переменного напряжения [35], обусловили разработку ряда международных документов: стандарта IEC 618 [36] и документа EAL-G32 [37]. Последний создан европейской кооперацией по аккредитации лабораторий и содержит рекомендации по гармонизации национальных стандартов в области применения ИДН для целей измерения- напряжения* в динамическом диапазоне от 1 мВ до 1 В в полосе частот от 50 Гц до 100 кГц.

По поручению международного бюро мер и весов рабочая» группа консультативного комитета по электричеству и магнетизму в июле 1998 года в рамках проекта ССЕМ-К7 «Сравнение отношения переменного напряжения при помощи индуктивного делителя напряжения» приняла решение о разработке унифицированного ИДН национальной лабораторией измерений NML (Австралия) [38]. Планируется использование этого ИДН региональными метрологическими организациями.

Системы калибровки шунтов переменного тока в диапазоне частот до 10 кГц таких ведущих метрологических центров как NIST (США), NRS (Канада), JEMIC (Япония) базируются на декадных и двоичных ИДН [34].

NIST проводит калибровку декадных ИДН (услуги 54120С — 54131С) в диапазоне частот от 50 до 20000 Гц при помощи эталонного двухступенчатого трехдекадного ИДН.

Пути совершенствования ИДН определяются тенденциями развития современных средств измерительной техники, расширением области применения

ИДН в сфере новых технологий. Так, примером удачного сочетания приборов, на эффекте Джозефсона [39], и высоковольтного ИДН является новый стандарт мощности (120 В, 5 А, 60 Гц) с погрешностью 5-10"6, созданный совместными усилиями ведущих метрологических центров NIST, NPL (Великобритания) и РТВ (Германия) [40]. Стандарт создан на основе двух независимых джозефсо-новских источников синусоидального напряжения, один из которых^ с выходным напряжением 1,2 В среднеквадратического значения предназначен для. канала напряжения, а другой с выходным напряжением 0,5 В среднеквадратического значения - канала тока. Дополнительно в канал напряжения введен усилитель с коэффициентом усиления 100, выходное напряжение которого поступает на поверяемый измеритель мощности. В контуре автокоррекции погрешностей усилителя в качестве образцового обратного преобразователя и используется высоковольтный ИДН.

Широкий спектр применения индуктивных делителей напряжения, в том числе в системах двойного назначения, обуславливает вполне оправданное включение их в состав государственных эталонов таких стран как США, Великобритания, Германия, Канада, Россия-[41]. В последние двадцать лет интенсивные исследования в области построения и применения ИДН ведутся и в развивающихся странах - Польше, Индии, Китае, Австралии. Примечательно, что ведущие метрологические центры этих стран оснащаются в большей степени эталонными ИДН собственного производства.

В России значительный вклад в разработку и создание ИДН внесли В.М. Байков, М.С. Векслер, Н.П. Калиниченко, А.И. Крамнюк, Т.Б. Рождественская, М.С. Ройтман, М.П. Цапенко и др. Среди зарубежных ученых следует отметить Ф.Б. Гриневича, А.Л. Грохольского, P.P. Иыерса, Я.В. Петерсона, К.М. Соболевского, S. Avramov-Zamurovic, R.D. Cutkosky, Т.А. Deacon, J.J. Hill, G. Ramm, T. Skubis.

Анализ состояния дел в области проектирования и промышленного выпуска ИДН позволяет сделать вывод о том, что страны, имеющие лучшие эталоны отношения индуктивного типа, имеют конкурентные преимущества в области высоких технологий, использующих непосредственно или косвенно такие эталоны. Поэтому новые ИДН с улучшенными MX первоначально недоступны потребителям другим стран. Так, например, программноуправляемый ИДН типа PRT73 был выпущен ограниченной партией компанией Electro-Scientific Industries (ESI) в 90-х годах прошлого века для военного ведомства США. И только в настоящее время это изделие как коммерческий продукт производится фирмой TEGAM (Швейцария). В этом контексте с точки зрения метрологической безопасности [42] и технологической независимости страны одной из важнейших задач является создание эталонов нового поколения, в том числе ИДН, адаптированных к серийному выпуску [43].

Стремительное совершенствование систем измерений, контроля, испытаний, диагностики и телеизмерений, используемых, в том числе, в критических базовых технологиях, невозможно без опережающего развития методов и средств их метрологического обеспечения (МО). Поверку и калибровку измерительных каналов, являющихся основой вышеперечисленных систем, наиболее приемлемо производить методом калибратора. Многие калибраторы напряжения для расширения диапазона воспроизводимых напряжений содержат ИДН, поэтому к MX последних предъявляются повышенные требования.

В связи со значительным ростом производства высокоточных многоразрядных преобразователей формы информации - цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей (ЦАП и АЦП) также весьма актуальны вопросы и их метрологического обеспечения. Наряду с разрядностью, важнейшей характеристикой ЦАП и АЦП является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), по которой определяется их диапазон рабочих частот. Индуктивные делители напряжения можно использовать в качестве эталонной меры отношения, например, при корректных методах оценивания погрешностей преобразователей формы информации [44], если погрешность ИДН как минимум в три раза меньше погрешности поверяемых преобразователей. Так как такое соотношение по точности должно соблюдаться для всего диапазона преобразования ЦАП и АЦП, то с учетом достигнутых разрядностей (20 и более) последних необходимы современные ИДН с большим числом двоичных разрядов или декад не менее шести. Делители с ручным и программным управлением с такой разрешающей способностью выпускаются в основном за рубежом, в России серийный выпуск не освоен (Приложение А). Однако, как видно из табл. А.1 для большинства ИДН погрешность преобразования нормируется в диапазоне частот до 10 кГц. На частотах выше 10 кГц погрешность увеличивается пропорционально квадрату частоты. На сложность нормирования погрешности на верхних частотах, являющейся систематической погрешностью для отдельного экземпляра и случайной - для генеральной совокупности (типа), указывается в руководстве по эталонным трансформаторам отношения «RATIOTRAN» фирмы Gertsch Prod. Inc. [45]. Согласно этому документу не рекомендуется использовать ИДН на частотах выше 10 кГц из-за большого разброса частотной погрешности у одного и того же типа делителей. Причина разброса - случайный характер расположения проводов в жгуте и их взаимных параметров. Положение усугубляется отсутствием приемлемых адекватных моделей и корректных методов расчета многокаскадных делителей без значительных временных и аппаратных затрат.

Одним из преимуществ ИДН является то, что они могут служить эталонами отношения не только при низковольтных измерениях, но и для области высоких напряжений переменного тока. Например, при поверке современных калибраторов напряжения и в системах калибровки высоковольтных термопреобразователей на уровнях до 1000 В среднеквадратического значения (СКЗ) применяются высоковольтные ИДН с фиксированными значениями коэффициента передачи. В этом контексте актуальна проблема построения высоковольтного, в том числе высокочастотного ИДН.

Физические принципы, лежащие в основе работы ИДН, ограничивают возможность их применения в области инфранизких частот вплоть до постоянного тока. С системных позиций данную проблему наряду с другими можно решить использованием новых, неоднородных элементов и изменением их связей. В этом контексте в стране и за рубежом ведутся исследования по созданию индуктивно-резистивных делителей напряжения. Заметим, что в любом случае1 точность таких комбинированных делителей определяется точностью ИДН. Здесь уместна аналогия с СВЧ аттенюаторами: калибровка и поверка исходных мер ослабления проводится на промежуточной частоте сличением с эталонным ИДН [16, 19].

Для решения проблемы расширения частотного и динамического диапазонов необходимы новые концепции проектирования делителей, основанные на системном подходе, математическом и физическом моделировании.

Целью работы является развитие теории повышения точности индуктивных делителей напряжения, и её применение для создания прецизионных делителей напряжения нового поколения с широкими частотным и динамическим диапазонами.

Основными задачами диссертационной работы в связи с поставленной целью являются:

1. Анализ принципов построения и нормирования-метрологических характеристик, индуктивных делителей напряжения.

2. Разработка и исследование, математических моделей и методов расчета многокаскадных индуктивных делителей напряжения:

3. Разработка и исследование метода симметрирования для повышения точности индуктивных делителей напряжения в,широком частотном и динамическом диапазонах.

4. Исследование принципа многоканальности для построения широкополосных индуктивных и индуктивно-резистивных делителей напряжения.

5. Разработка методов и средств метрологического обеспечения индуктивных делителей напряжения.

6. Разработка принципов построения и создание эталонных многокаскадных индуктивных делителей напряжения.

Методы исследований. Теоретическая часть работы выполнена на основе методов теории электрических и магнитных цепей, теории погрешностей, математической статистики, системного анализа, математического моделирования, дифференциального и интегрального исчисления*. Экспериментальные исследования проводились с использованием систем проектирования OrCAD 9.2, MATLAB 6.5, пакета MAPLE 11, натурными испытаниями и метрологическими исследованиями созданных установок и приборов.

Научная новизна.

1. Разработаны полные и упрощенные математические модели одно- и многокаскадных ИДН, проведена оценка точности этих моделей. Показана возможность расчета и анализа многокаскадных ИДН и многообмоточных трансформаторов с использованием упрощенных моделей аналитическим и машинным методами.

2. Разработан компьютерный метод получения передаточных функций одно- и многокаскадных ИДН не выше третьего порядка.

3. Разработаны методы расширения динамического диапазона многокаскадных ИДН; основанные на уменьшении аддитивной' погрешности при* помощи дополнительных шунтирующих коммутационных элементов И' понижающих автотрансформаторов^

4. Предложен, разработан и исследован метод расширения частотного диапазона путем симметрирования многосекционных делительных обмоток посредством двоичного делителя1.

5. Разработан расчетно-экспериментальный метод проектирования широкополосных двухканальных ИДН.

6. Предложен и исследован композиционный принцип построения трехка-нального ИДН, основанный на изменении межкаскадных связей в двухканаль-ном ИДН.

7. Разработаны способы повышения точности кодоуправляемых индуктивных делителей напряжения в области верхних частот, основанные на использовании низкочастотного канала в качестве канала компенсации погрешностей высокочастотного канала ИДН. ч t 8. Разработаны и исследованы принципы построения кодоуправляемых ин

I дуктивно-резистивных делителей напряжения в диапазоне частот 0. .200 кГц.

9. Разработан метод расчета амплитудной погрешности одно- и многокаскадных ИДН с учетом стохастических свойств их элементов.

Практическая значимость. Результаты, полученные в диссертационной работе, обеспечивают практические возможности существенного улучшения метрологических характеристик ИДН в широком частотном и динамическом диапазонах, позволяют эффективно решать как конкретные задачи совершенствования и создания эталонов отношения на уровне лучших зарубежных образцов, так и проблемы создания измерительных систем и комплексов.

Это подтверждено созданием и внедрением в метрологическую практику системы метрологического обеспечения средств измерений* переменного напряжения, включающей в себя:

1. Исходный эталонный шестидекадный индуктивный делитель напряжения ДИ-6 с рабочим диапазоном частот 0,4. 1 кГц и эталонный шестидекадный индуктивный делитель напряжения ДИ-Зм с рабочим диапазоном частот 0,02.200 кГц, входящие в состав установки высшей точности УВТ 52-А-87 для, измерения» ослабленияг электромагнитных колебаний на фиксированных частотах в диапазоне частот 0. 100 МГц. Установка входит в реестр эталонов и установок высшей точности ВНИИФТРИ, является исходной в Российской Федерации. Международные ключевые сличения показали, что MX установки УВТ 52-А-87 соответствуют характеристикам аналогичных национальных эталонов ведущих метрологических центров зарубежных стран.

2. Рабочие эталонные шестидекадные индуктивные делители напряжения с диапазоном частот 0,02.200 кГц, входящие в состав установки для поверки вольтметров В1-20 и комплексной измерительной установки К2-41, предназначенной для поверки измерительных усилителей и других активных и пассивных четырехполюсников. Установки внесены в Госреестр средств измерений Российской Федерации (№ 8577-81, № 8404-81).

3. Установку для проверки электродов УПЭ-2, предназначенную для измерения параметров медицинских электродов, а также аддитивной погрешности и сигналов на выходе ИДН до 100 мВ в диапазоне частот до 100 кГц. Установка включена в Госреестр средств измерений Российской Федерации (№ 39325-08).

Реализация результатов работы. Результаты исследований по теме диссертации использованы при выполнении под руководством и при непосредственном участии автора хоздоговорных и госбюджетных НИР с рядом предприятий и организаций городов Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга, Харькова, Львова, Томска, Северска, Курчатова (Республика Казахстан), в том числе следующих проектов:

• Разработка автоматизированного поверочного комплекса для поверки мультиметров и масштабных преобразователей «Кедр-1», внедренного в ЦКБ «Алмаз» в 1986 г. АПК «Кедр-1» отмечен бронзовой медалью на тематической выставке «Поверка-87» (ВДНХ СССР).

• Разработка индуктивных делителей напряжения для применения в качестве эталонных мер ослабления ЭМК на частотах 0,02.200 кГц, созданных в 1984-1987 гг. по договору о содружестве между ВНИИФТРИ и Томским политехническим институтом.

• Разработка автоматизированного поверочного комплекса для поверки мультиметров, созданного в 1990 г. по заказу ОАО «Эталон» (г. Воронеж).

• Разработка автоматизированного метрологического комплекса «Степь» для аттестации и поверки программно-управляемых средств измерений, созданного по заказу НПО «Автоматика» (г. Екатеринбург). Опытно-промышленная партия выпущена в 1992 г.

• Разработка комплекта документов для целей утверждения типа калибратора напряжения и тока GTIU-9&. Работа выполнена в 2006 г. по заказу ООО «Микрокод» (г. Львов).

• Разработка дифференциального нановольтметра, созданного в 2008 г. по заказу ООО «ГРОГ» (г. Северск).

• Разработка методов и средств автоматизации экспериментов на стендовом комплексе электрофизической установки «ТОКАМАК-КТМ». Работа выполнена в 2008 г. по заказу ООО «ТомИУС-ПРОЕКТ» (г. Томск) для Национального ядерного центра Республики Казахстан (г. Курчатов, Республика Казахстан).

• «Проведение опытно-конструкторских, технологических и экспериментальных работ по созданию промышленной технологии массового производства одноразовых хлор-серебряных электродов на базе пористой керамики» (программа Рособразования «Развитие научного потенциала высшей школы», 2005 г.) и «Разработка научных основ формирования малошумящего высокостабильного неполяризующегося перехода «электронная-ионная проводимость» на базе пористой керамики» (Проект РФФИ № 08-08-99069, 2008 г.). В, рамках этих проектов создана установка для проверки медицинских электродов УПЭ-2.

• «Создание учебно-лабораторных комплексов на базе новых информационных технологий». Работа выполнена* в рамках Комплексной программы развития Томского политехнического университета в 2000 г. Результаты этой работы используются для проведения занятий по* дисциплинам «Физика», «Измерительные информационные системы». Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математические модели индуктивных делителей напряжения, позволяющие решать задачи анализа и расчета одно- и многокаскадных ИДН аналитическим и машинным методами.

2. Теоретические и экспериментальные исследования новых методов расширения частотного и динамического диапазонов индуктивных делителей напряжения, основанных на идее симметрирования многосекционных обмоток и использовании шунтирующих коммутационных элементов и понижающих автотрансформаторов.

3. Методы построения широкополосных многокаскадных ИДН в виде параллельной двухканальной структуры с адаптированными к поддиапазонам рабочих частот параметрами низкочастотных и высокочастотных каскадов и композиционного трехканального ИДН, обеспечивающего без значительных аппаратных затрат высокие метрологические характеристики в широкой полосе частот.

4. Теоретические и экспериментальные исследования методов повышения точности кодоуправляемых индуктивных и индуктивно-резистивных делителей напряжения, позволяющих использовать структурную избыточность многоканальных структур для повышения точности делителей.

5. Методы расчета амплитудной погрешности одно- и многокаскадных ИДН с учетом стохастических свойств элементов, позволяющие нормировать частотную погрешность и АЧХ делителей в области верхних частот.

6. Принципы построения, структурные и принципиальные схемы эталонных ИДН и прецизионных индуктивных, индуктивно-резистивных делителей напряжения с ручным и программным управлением для частотного диапазона до 200 кГц с ослаблением 0.160 дБ и диапазоном выходного напряжения от сотен нановольт до единиц киловольт.

7. Результаты практических разработок делителей напряжения, входящих в состав различных систем и комплексов, выпускаемых серийно и отдельными партиями и являющихся средствами метрологического обеспечения широкого круга средств измерений переменного тока, а также приборов и установок, при калибровке и поверке которых были использованы разработанные ИДН.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на отечественных и международных конференциях: Всесоюзном совещании «Точные измерения энергетических величин» (Ленинград, 1982); Всесоюзной конференции «Влияние повышения уровня метрологического обеспечения и стандартизации на эффективность производства и качество выпускаемой продукции» (Тбилиси, 1983); VI Всесоюзной конференции «Метрология в радиоэлектронике» (ВНИИФТРИ, Москва, 1984); Республиканской конференции «Вопросы теории и практики электронных вольтметров и средств их поверки» (Таллин, 1985); Всесоюзной конференции «Системные исследования и автоматизация в метрологическом обеспечении ИИС и управлении качеством» (Львов, 1986); Республиканской конференции «Применение микропроцессоров в народном хозяйстве» (Таллин, 1988); III Всесоюзной конференции «Метрологическое обеспечение ИИС и АСУТП» (Львов, 1990); III International Symposium «SIBCONVERS-99» (Tomsk, 1999); Международной конференции «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2000); Международной конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники» (Владимир, 2002); 8-ой Всероссийской конференции «Методы и средства измерений физических величин» (Н.Новгород, 2003); IV Международной конференции «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2003); The IEEE Siberian Conference on Control and Communications «SIBCON-2003» (Tomsk, 2003); 8-th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology «KORUS 2004» (Tomsk, 2004); The IEEE International Siberian Conference on Control and Communications «SIBCON-2005» (Tomsk, 2005); Международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2008» (Новосибирск, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 80 научных работ, в том числе монография, 19 авторских свидетельств, один патент РФ на изобретение, три патента РФ на полезные модели, 27 опубликованных тезисов и докладов конференций, 29 статей в журналах и сборниках. Основные научные результаты диссертации опубликованы в монографии и 25 статьях в журналах, рекомендуемых ВАК для опубликования научных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, списка литературы из 255 наименований, 15 приложений. Общий объем работы - 342 страницы, включая 88 рисунков и 45 таблиц.

259 Выводы

1. Предложенная методика расчета амплитудной погрешности одно- и многокаскадных ИДН на высоких частотах с учетом стохастических свойств элементов позволяет решить важнейшую проблему нормирования не только этой погрешности, но и амплитудно-частотной характеристики.

2. Наиболее приемлемым методом определения погрешностей делителей напряжения является метод сравнения с мерой - эталонным ИДН. Наивысшую точность обеспечивают двухступенчатые ИДН, работающие в сравнительно узком диапазоне частот 0,4.2 кГц. Шестидекадный ИДН типа ДИ-6, выполненный способом размещения каждой пары декад,на общем сердечнике с разносом активных сопротивлений обмоток, при меньших массо-габаритных показателях не уступает по точности зарубежным аналогам. Эталонные широкополосные ИДН, построенные в виде многоканальных структур в сочетании с конструктивно-технологическими способами выполнения делительных обмоток, рассмотренными в разделах 3.1 и3.2, пригодны для поверки и калибровки рабочих делителей напряжения в диапазоне частот до 200 кГц.

3. Программноуправляемые средства измерений - генераторы напряжения, вольтметры с соответствующим программным обеспечением позволяют автоматизировать информационные процессы при проведении научных исследований, контроля и испытаний делителей напряжения.

В области создания прецизионных масштабных измерительных преобразователей, несмотря на. достижения микроэлектроники и. сверхпроводимости, не ослабевает интерес к индуктивным делителям напряжения, имеющим почти пятидесятилетнюю историю развития. Объясняется это тем, что индуктивные делители напряжения при сравнительно простой технологии изготовления обеспечивают высокие: метрологические характеристики как в широком диапазоне измерений — от десятков нановольт до десятков киловольт, так и в диапазоне частот от единиц Гц до десятков МГц.

В работе на основе системного подхода проведены теоретические и экспериментальные. исследования новых, методов, повышения точности делителей напряжения. В результате проведенных исследований автором получены следующий результаты: '

1. Предложены адекватные сравнительно полные и упрощенные математические, модели» ИДН; позволяющие осуществлять расчет и анализ многокаскадных делителей различных структур и сложности аналитическими и машинными методами. Разработана, методика получения передаточной функции одно- и многокаскадных ИДН не выше третьего порядка в системе MATLAB.

2. Определены /и сформулированы условия уменьшения погрешности коэффициента передачи в области низких частот. Предложены пути повышения точности, заключающиеся в размещении двух каскадов на общем магнитопро-воде при выполнении их обмоток проводами существенно разных диаметров и введении дополнительных компенсационных обмоток.

3. Проведено исследование источников погрешностей ИДН при больших ослаблениях и предложены меры по уменьшению аддитивной погрешности до 200 нВ и расширению динамического диапазона до 160 дБ с помощью шунтирующих коммутационных элементов и понижающих автотрансформаторов.

4. Разработан принцип симметрирования обмоток, позволяющий увеличить верхнюю граничную частоту в 1,2.2,2 раза. Предложены и исследованы варианты ИДН с симметрирующими обмотками. Проведено теоретическое и экспериментальное обоснование применимости метода, симметрирования: для построения высоковольтного ИДН с относительной погрешностью коэффициента передачи 0,003"% при уровне входного напряжения 1000 В и частоте 100 кГц.

5: Установлено., что длят расширения диапазона рабочих^ частот многокаскадных ИДН^ необходимо использовать структуры с переменными; связями. Предложена методика расчета частоты сопряжения двухканальных делителей; Разработаны и исследованы, трехканальные ИДН композиционного; типа, имеющие более высокие метрологические характеристики; в диапазоне частот 0,01 .200 кГц при минимальных аппаратурных затратах.

6. Показано, что погрешность деления напряжения кодоуправляемых ИДН на высоких частотах определяется?в основном?параметрами коммутационных и соединительных элементов, емкостями монтажа и нагрузки. На основе разработанной' модели; кодоуправляемош ИДН и теории инвариантности предложено использовать низкочастотный канал для; формирования компенсирующего воздействия на источники погрешностей, что позволило уменьшить погрешность в два.раза на частоте:200 кГц. 7. Разработаны и исследованы комбинированные индуктивно-резистивные делители напряжения. Предложены схемы кодоуправляемых универсальных делителей! с автокоррекцией: погрешности резистивного делителя: методом образцового сигнала, реализуемого индуктивным делителем.

8; Предложен аналитический метод оценки выбросов напряжений на выходных отводах делительной обмотки. Правильность этого метода подтвержде-. на экспериментальными исследованиями переходных характеристик одноступенчатого делителя и ИДН с симметрирующей обмоткой: Предложены способы уменьшения перенапряжений в многокаскадных ИДН; не приводящие к снижению быстродействия и ухудшению частотных свойств и не требующие значительных аппаратных затрат.

9. Проведен анализ прохождения; шумов через различные типы ИДН. Отмечено, что такое исследование стало возможным только в результате разработайной методики получения аналитического выражения» передаточной-функции в системе MATLAB.

10. Разработан новый метод расчета амплитудной (частотной) погрешности одно- и многокаскадных ИДН* различных типов с учетом стохастических свойств элементов. Получены интервалы амплитудных погрешностей с заданной вероятностью. Последние позволяют нормировать номинальную АЧХ и допускаемые отклонения от нее. При- этом исходные данные для расчета - индуктивности рассеяния и межпроводные емкости — определяются сравнительно простыми методами и средствами измерений.

11. В результате проведенных исследований разработаны принципы построения и созданы прецизионные ИДН; дифференциальный нановольтметр и генераторы для1 метрологического обеспечения* ИДН. По результатам испытаний в ВНИИФТРИ делитель ДИ-6 аттестован,в качестве исходной меры ослабления в диапазоне'частот 0,4. 1 кГц, а делитель ДИ-Зм - как рабочий'эталон в диапазоне частот 0;02.200 кГц в динамическом диапазоне 120*дБ.

12. Разработаны и изготовлены индуктивные и индуктивно-резистивные делители напряжения-в виде отдельных приборов и-в составе различных систем. Ряд из них выпускались серийно — установка для поверки вольтметров

В1-20, установка измерительная» комплексная%К2-41, отдельными партиями — программируемый источник калиброванных напряжений переменного тока Ф7090, автоматизированный поверочный, комплекс «Кедр-1», автоматизированный метрологический комплекс «Степь». Разработанные средства измерений защищены авторскими свидетельствами и патентами России. Показана эффективность применения установок В1-20 и К2-41 совместно с ИДН с симметрирующими обмотками при калибровке измерительных каналов приборов медицинского назначения и ядерной физики, а также установки УПЭ-2 при измерениях аддитивной погрешности и малых напряжений на выходе ИДН.

1. Hill J.J. A Seven-decade Adjustable Ratio 1.ductively Coupled Voltage Divider with 0,1 Part Per Million Accuracy / JJ. Hill, A.P. Miller // Proc. ШЕ. - 1962. -Vol. 109, part В.-P. 157-162.

2. Oldham N.M. High Accuracy 10 Hz-1 MHz Automatic AC Voltage Calibration System / N.M. Oldham et al. // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1987. -Vol. IM-36, N 4. - P. 883-887. - ISSN 0018-9456.

3. Ройтман M.C. Индуктивные делители напряжения / M.C. Ройтман,

4. Н.П. Калиниченко // Измерения, контроль, автоматизация: науч.-техн. сб. обзоров / ЦНИИТЭИ приборостроения. М., 1978. - Вып. 2(14).- С. 24-32.

5. Байков В.М. Трансформаторные делители напряжения / В.М. Байков. -М.: Машиностроение, 1984. 52 с.

6. Гриневич Ф.Б. Трансформаторные измерительные мосты / Ф.Б. Грине-вич, А.Л. Грохольский, К.М. Соболевский, М.П. Цапенко; под ред. К.Б. Каран-деева. М.: Энергия, 1970. - 280 с.

7. КимsВ.Л. Методы и средства повышения точности индуктивных делителей напряжения: монография / В.Л. Ким. Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2009. - 214 с. - ISBN 5-98298-436-1.

8. Федоров A.M. Методология обеспечения единства измерений высокочастотного электрического напряжения: автореф. дис. . докт. техн. наук / Федоров Александр Михайлович. СПб, 2006. - 51 с.

9. Hsu J.C. Comparison of Capacitance with Resistance by IVD-based Quadrature Bridge at Frequencies from 50 Hz to 10 kHz / J.C. Hsu, Yi-sha Ku // CPEM Digest. 2000. - P. 429-430. - ISBN 0-7803-5744-2.

10. Awan S.A. New Four Terminal-pair Bridge for Impedance Measurements at Frequencies up to 1 MHz / S.A. Awan et al. // CPEM Digest. 2000. - P. 172-173. -ISBN 0-7803-5744-2.

11. Aoki T. Capacitance Scaling System / T. Aoki, K. Yokoi // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1997. - Vol. 46, N 2. - P. 474-476. - ISSN 0018-9456.

12. Rehman M. New Capacitive Micromanometer / M. Rehman; V.G.K. Murti // Rev.of Scient; lnstrum. 1981.-Vol: 52, N6t-P:883-887:- 7

13. Choudhury J.K. Calibration of DG Vernier Potentiometer by AC Method / J.K. Choudhury, P.G. Kejariwalj S;K. Ghosh // Journ. of the Instit: of Engin: (India): Electr.Engim Divis.,- 1972. Vol; 53; —P:.53; -551

14. Sedlacek R. A. Wide-Range Maxwell-Wien Bridge Utilizing Inductive Voltage Dividers and Precision Electronic Circuits / R.A. Sedlacek // Proc. of lnstrum: and Meas. Techn. Conference TMTC-2005. Canada» Ottawa^ May K7-19; 2005:

15. P. 1341-1344. ISBN 0-7803-8879-8. ;

16. T6;.IidaHf AnbAccurate^MicrowavecA^enuatiomMeasurement Systemr,Using an Inductive VoltagevDivider В ased^nm?Single-ChanneliIf Substitution>Methodi/ Hilida etЩЛ Meas, Science-andTechn^- 2006; Vol: 17, №7: - R 1947-1:949:

17. KawakamicT. REAttenuation^Measurement1 System^ withi 1^-kHz!Voltage-Ratio ^ Standards/ T. KawakamMebal. // IEEE".Trans;.on<Instruim.andiMeas;1;993.-Vol: 42; N6:-PM014-1019; ISSN,0018-9456^

18. Jones R.G; Calibration of High Voltage Transformers / R.G. Jones // CPEM Digest. 1998. - P. 207-208. - ISBN 0-7803-5744-2:

19. Г. Нефедьев Д.И. Методы и средства измерения коэффициентов преобразования- измерительных масштабных преобразователей в электроэнергетике: автореф. дис. .докт. техн. наук / Нефедьев Дмитрий Иванович. Пенза, 2006i -34 с.

20. Guanggan G. The Establishment of 10 kV to 500/л/з kV Power Frequency Yoltage*Ratio National Standard* System and Study of the Calibration Method /

21. G. Guanggan*// CPEM Digest. 1990. - P. 162463.

22. Tiepner W. Inductive Voltage Divider at the Ratio of 1000 to 1 for 7.5 kv / W. Tiepner // Elektrie. 1975. - Vol. 29; N4.-P! 209-212.

23. So E. NRC-PTB Intercomparisom of Voltage Transformer Calibration Systems for High Voltage at 60 Hz, 50 Hz and 16,66 Hz7 E. So, H-G. Latzel // ШЕЕ Trans. onJnstrum-.'and Meas. 2001. - Vol. 50, N 2. - P: 419-421. - ISSN 00189456.

24. Bohacek J. Calibration of Precision^Measuring Amplifiers for Strain Gauge Transducers / J- Bohacek et al. // CPEM?Digest. 1998. - P. 120-121.

25. Callegaro L. Guarded Vector Voltmeter for AC Ration Standard Calibration / E. Callegaro, V. D'Elia*// IEEE Trans. on.Instrum. and,Meas. 2002. - Vol-. 51, N 4'. -P. 632-635.-ISSN 0018-9456.

26. Редысин Б.Е. Метрологические средств а, для поверкш цифровых приборов / Б.Е. Редькин«и др. // Обзорн. информ. / ЦНИИТЭИ1 приборостроения. — М., 1982. ТС-5. - Вып. 3.- 64 с.

27. Lipe Т.Е. Recent Developments in the NIST AC-DC Difference Calibration Service for Thermal Transfer Standards / Т.Е. Lipe // AUTOTESTCON. 2001.

28. P. 105-114.-ISBN 0-7803-7094-5.

29. Kinard J.R. New Binary Inductive Divider Comparator System for Measuring High-Voltage Thermal Converters / J.R. Kinard, Т.Е. Lipe, S.A. Avramov-Zamurovic // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 2002. - Vol. 51, N 5. - P. 1045-1049.-ISSN 0018-9456.

30. Waltrip B.C. Wideband Wattmeter Based on RMS Voltage Measurements / B.C. Waltrip, N.M. Oldham // IEEE Trans, on Instrum'. and Meas. 1997. - Vol. 46, N4.-P. 781-783.-ISSN 0018-9456.

31. Corney A.C. A Traceable Mains-Frequency Power Standard / A.C. Corney // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1999. - Vol. 48, N 2. - P. 418-421. - ISSN 0018-9456.

32. Zhang D. New Power Standard for Audio-Frequency Measurements / D. Zhang et al. // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1990. - Vol. 39, N 3. -P. 545-547. - ISSN 0018-9456.

33. Waltrip B.C. System to Measure Current Transducer Performance / B.C. Waltrip , T.L. Nelson // CPEM Digest. 1998. - P. 272-273.

34. So E. Intercomparison of Calibration Systems for AC Shunts up to Audio Frequencies / E. So et al. // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 2005. - Vol. 54, N 2. - P. 507-511.- ISSN 0018-9456.

35. Fiander J.R. Inductive Voltage Divider for International Comparisons /

36. J.R. Fiander, G.W. Small // CPEM Digest. 2000. - P. 224-225. - ISBN 0-78035744-2.

37. Ройтман M.C. Квантовая метрология: учеб. пособие / M.C. Ройтман. — Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2004. 188 с.

38. Burroughs C.J. Development of а 60 Hz Power Standard Using SNS Programmable Josephson Voltage Standards / CJ. Burroughs et al. // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 2007. - Vol. 56, Iss. 2. - P. 289-294. - ISSN 00189456.

39. Телитченко Г.П. Эталонная база России в области измерений переменного электрического напряжения / Г.И, Телитченко, В.И. Шевцов // Измерительная техника. 2007. - N11. - С. 44-47.

40. Сковородников^ В.А. ,Метрологический суверенитет России. Размышления? на заданную тему / В:А. Сковородников // Советник метролога. — 2007. -N1.-C. 12-17, . ; V

41. Лахов В.М. Состояние и перспективы развития; измерений электрических величин /В.М. Лахов, А.С. Кривов, В.И. Шевцов // Измерительная техника. 2007. -N11,- С. 35-39. \ '

42. Sze W.S. Comparator tor Calibration of Inductive Voltage Dividers from 1 to 10 kHz/ W.S; Sze// ISA Transactions. 1967. - Vol. 6, N4. - P. 263-267.

43. Журавин Л.Г. Методы электрических измерений: уч. пособие для вузов / Л.Г. Журавин и др.; под ред. Э.И. Цветкова. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. ^ 288 с. ISBN 5-283-04462-9.

44. Русин Ю.С. Электромагнитные элементы радиоэлектронной аппаратуры / Ю.С. Русин, И.Я. Гликман, А.Н. Горский. — М.: Радио и связь, 1991. —225 с.

45. Deacon Т.A. Two-stage Inductive Voltage Divider. / Т.Л. Deacon, J.J. Hill // Proc. IEE. 1968. - Vol. 115, N 6. - P. 888-892.

46. Homan D.N. Two Stage, Guarded Inductive Voltage Divider for Use at100 kHz / D.N: Homan D.N., Т.Е. Zapf // ISA Transactions. 1970. - Vol. 9; N 3. -P. 201-209:

47. Callegaro L. Direct-reading Absolute Calibration of AC Voltage Ratio Standards / L. Callegaro et al. // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 2003'. - Vol. 52, N 2. - P. 380-383. - ISSN 0018-9456.

48. DeacomT.A; Accurate (2;parts in< 107)> InductiveVoltage,'Divider;for.'20:-—/ . 200 Hz / T.A. Deacon // Proc. IEEE. 1970. - Vol. 117, N 3. - P. 634-640:

49. Hill:-JtJt New^"NPE (UK)■■■Inductive;-^Ratio Standardsifor-.Low-Audib>Fre.quen-:: cies / J.J. Hill // ISA Transactions. 1970. - Vol. 9, N 3. - P. 169-175.

50. Пат. JP4233205 Япония, MKH.H01F 29/00. Compound Type Inductive Voltage. Divider / K. Takahashi., S. Kusui. N JP19900409000 19901228; заявл. 28:12.1990; опубл.,21.08:1992: - 6 c.: 2 л: ил.

51. А. с. 652492 СССР; МКИ3 G01R 15/06. Индуктивный делитель напряжения / В.Н. Желтиков, М.В. Попов,.MiС. Векслер (СССР). N 2371635/24-07; заявл. 14.06.76; опубл. 15:03.79, Бюл. N 10. - -6 е.: ил.

52. Sankaran P. Magnification of the Input Impedance of a Magnetizing Winding by Electronic Means / P. Sankaran, V.J. Kumar, S. Murugarasu // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. -2001. Vol. 50, N 4. - P. 986-990. - ISSN 0018-9456.

53. А. С. 675557 еееР, МКИ2 Н02М 5/06. Индуктивный=делитель:напряжения / Крамнюк А.И.; заявитель и патентообладатель Тюменский' индустриальный институт. -N 2496727/18-09; заявл. 01.06.77; опубл. 25.07.79, Бюл. N 271 -4 е.: ил. '''':•• '

54. SkubisТ. Improved DesignofInductive Voltage Divider Winding /.

55. T. Skubis // Gonfer.^ RecordvIEEE ,Instoim. .and;Meas: Tech: Conference: (Sanada; Ottawa, May 19-21, 1997. - Vol. 1. - P: 369-374. - ISBN 0-7803-3312-8.

56. Zinkernagel J. Inductive Voltage Divider of Simple Design for 120 V and 50 Hz to 30 kHz / J. Zinkernagel // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1997. — Vol. 46, N 5. - P. 1075-1080; -ISSN 0018-9456.

57. Hoer С.A. A 1-MHz Binaiy Inductive Voltage Divider with Ratios of 2n to 1 or 6n dB / C.A. Hoer, W.L. Smith // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1968. -Vol. IM-17. - P. 278-284. - ISSN 0018-9456.

58. Крамнюк А.И. Широкополосные индуктивные делители напряжения / А.И. Крамнюк, М.С. Ройтман // Известия Томского политехи, ин-та. 1973.1. Т. 270. С. 33-39.

59. Лобжанидзе Н.Г. Соединение в цепочку бинарных делителей с индук-тивносвязанными плечами / Н.Г. Лобжанидзе, Л.Н. Тавдгиридзе // Измерительная техника. 1970. - N 11. - С. 76-79.

60. Chang G.-M. The Progression of Ratio Measurement and Technique / G.-M. Chang, F.-Z. Chao // CPEM Digest. 1990. - P. 374-375.

61. Semenov Yu.P. Optimization of the Precise Inductive Voltage Divider Windings / Yu.P. Semenov., J. Horsky // CPEM Digest. 2002. - P. 192-193. -ISBN 0-7803-7242-5.

62. Петерсон Я.В. Коммутационные погрешности многоступенчатых индуктивных делителей напряжения / Я.В. Петерсон // Труды Таллиннского политехи. ин-та. 1973. - N 350. - С. 163-170.

63. Avramov-Zamurovic S. Binary Versus Decade Inductive Voltage Divider Comparison and Error Decomposition / S. Avramov-Zamurovic et al. // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1995. - Vol. 44, N 4. - P. 904-908. - ISSN 00189456.

64. Chang P. Automatic Bridge for Inductive Voltage Dividers / P. Chang, C.-P. Liang // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1995. - Vol. 44, N 2. - P. 418-421.-ISSN 0018-9456.

65. Robinson I.A. Automated High-Frequency Inductive Voltage Divider / I.A. Robinson, S. Bryant // CPEM Digest. 1994. - P. 491-492.

66. Avramov S. Automatic Inductive Voltage Divider Bridge for Operation from 10 Hz to 100 kHz / S. Avramov et al. // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1993. -Vol. 42, N2.-P. 131-135.-ISSN 0018-9456.

67. Melcher J. Programmable Precision IVD for the Audio Frequency Range /

68. Jl Melcher // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1993*. - Vol. 42, N 2. - P. 627-629.-ISSN 0018-9456.

69. Ramm G. Microprocessor-Controlled Binary Inductive Voltage Dividers /

70. G. Ramm, R. Vollmert, H. Bachmair // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. — 1985. -Vol. IM-34, N 2. P. 335-337. - ISSN 0018-9456.

71. Avramov S. Automatic Calibration of Inductive Voltage Divider for the NASA,Zeno Experiment / S. Avramov, N.M. Oldham»// Review of Scien. Instr. -1993. Vol. 64, Iss. 9. - P. 2676-2678.

72. A. c. 418805 СССР, МКИ3 G01R 15/06. Декадный индуктивный делитель / РойтманМ.С.; заявитель и патентообладатель Томский политехи, ин-т. — N 1803708/18-10; заявл. 30.06.72; опубл. 05.03.74, Бюл. N9.-2 е.: ил.

73. Waltrip B.C. The Design, and Self-Calibration*of Inductive Voltage Dividers for an<Automated Impedance Scaling Bridge / B.C. Waltrip, A.D. Koffman,

74. S. Avramov-Zamurovic // Confer. Record-IEEE Instrum. and Meas. Tech. Conference IMTC-2002. USA, Anchorage, AK, May 21-23, 2002. - P. 1191-1195. -ISBN 0-7803-7218-2.

75. Electromagnetic Metrology at the National Physical Laboratory: Inductive Voltage Divider Calibrations. 2006. URL: http://www.npr.co.uk/elctromagnetic/dclf /ivdcal.html.

76. A. c. 998966. СССР,' МКИ3 G01R 15/06. Широкополосный, индуктивный делитель напряжения / Oi3*. Базилевич, G.C. Обозовский, А.П. Рышковский (СССР). -N 2837372/18-21!; заявл. 06.11.79; опубл. 23.02.83, Бюл. N 7. -4 е.: ил.

77. А. с. 643902 СССР, МКИ3 G06G 7/06. Делитель напряжения /

78. М.С. Ройтман, Г.И. Зайдман, Б.Л. Трошев (СССР). N 2417883/18-24; заявл. 01.11.76; опубл. 25.01.79, Бюл. N 3. -2 е.: ил.

79. Земельман М.А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств / М.А. Земельман. М.: Изд-во стандартов, 1972. - 200 с.

80. Брянский Л.Н. Некоторые особенности применения импортных средств измерений / Л.Н. Брянский, В.Г. Чуйко // Измерительная техника. 2004. — N 2. -С. 59-61.

81. А. с. 892315 СССР, МКИ3 G01R 15/06. Способ настройки индуктивного , делителя напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Крамнюк А.И.,

82. Ким B.JL; заявитель и патентообладатель НИИ электронной интроскопии при Томском политехническом институте. — N 2916777/18-21; заявл. 30.04.80; опубл. 23.12.81, Бюл. N 47. 6 е.: ил.

83. Иыерс P.P. Математические модели и методы анализа трансформаторных делителей напряжения: дис. . канд. техн. наук: 05.11.05: защищена 27.01.82: утв. 13.07.82 / Иыерс Рейн Рейнхольдович. Таллин, 1982. - 197 с. -Библиогр.: С. 174-193. - 04830002643.

84. Lu Z. Optimization of the Internal Admittance Load of an Inductive Voltage Divider for Low Ratio Error / Z. Lu, M. Klonz, R. Bergeest // IEEE Trans, on In-strum. and Meas. 1990. - Vol. 39, N 3. - P. 463-466. - ISSN 0018-9456.

85. Skubis T. Optimal Multifilar Winding Connection for Inductive Voltage Dividers / T. Skubis // IEEE Trans, on Instrum. and Meas. 1998. - Vol. 47, Iss. 1.

86. P. 204-208. ISSN 0018-9456.

87. A. c. 1076838 СССР, МКИ3 G01R 15/06. Индуктивный делитель напряжения / B.C. Соколов, Н.П. Калиниченко, В.М. Бельцов (СССР). —

88. N 3439266/18-21; заявл. 20.05.82; опубл. 28.02.84, Бюл. N8.-4 е.: ил.

89. Пат. 3113261 США, МКИ G05F 3/06. Voltage divider of the inductive type / M.L. Morgan; заявитель и патентообладатель Electro-Measurements Inc. —

90. N 195661; заявл. 11.05.62; опубл. 03.12.63. 12 е.: 3 л. ил.

91. А. с. 1129531 СССР, МКИ G01R 15/06. Многодекадный индуктивный делитель напряжения / М.С. Векслер, М.И. Кофман (СССР). N 3439906/18-21; заявл. 18.05.82; опубл. 15.12.84, Бюл. N 46. - 6 е.: ил.

92. Перегудов Ф.И. Основы системного анализа / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. Томск: Изд-во НТЛ, 2001. - 396 с. - ISBN 5-89503-115-3.

93. Банков В.М. Анализ погрешностей трансформаторных делителей напряжения/ В.М. Байков // Исследования, в области электрических измерений: труды метролог, ин-тов СССР. JI.: Энергия, 1968. - Вып. 98 (158). - С. 125143. " .

94. Лобжанидзе Н.Г. Методы,расчета и исследования плечевых элементов точных трансформаторных мостов: автореф. дис. . канд. техн. наук, / Лобжанидзе Николай Григорьевич. Л., 1972. - 16 с. ' .

95. Zapf T.L. The Accurate Measurement' of Voltage Ratios of Inductive Voltage Dividers / T.L. Zapf// Acta IMECO. -1964. Vol. 3. - P. 317-330.

96. Ким В.Л. Моделирование многокаскадных индуктивных делителей напряжения в частотной области / В.Л. Ким 7/ Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.- 2005.- N 2". -С; 15-20:

97. Ройтман М.С. Фазовая и амплитудная, погрешности многодекадных индуктивных делителей напряжения / М.С. Ройтман, Н.П. Калиниченко,

98. B.JI. Ким, Н.М. Степаненко // Фазовые и частотные радиотехнические системы и устройства с цифровой обработкой: межвуз. сборник / Красноярский политехи, ин-т. Красноярск, 1981.-С. 117-121.

99. Арайс: Е.А. Моделирование неоднородных цепей и систем на ЭВМ / Е.А. Арайс,,В.М: Дмитриев- Ml: Радио и связь, 1982.-160 с.

100. КимВ.Л. Широкополосный индуктивный делитель напряжения./

101. B.Л. Ким // Приборы и системы. У правление, контроль, диагностика. 2003. -N9.-С.22-24. ' :•'' . . ■:,•.;■■■•'.

102. Пат. GB997050 Великобритания, МКИ НО 1Р 31/00. Improvements in or Relatingto Inductively Coupled Voltage Dividers/ J.J. Hill, A.P: Miller.

103. N 17234/62; заявл. 06.08.63; опубл. 30.06.65. З с.: 3 л. ил. ,

104. Тарасик В.Г1. Математическое моделирование технических систем / В .П. Тарасик. Минск: ДизайшПРО;2004. -640 ;с.

105. Петренко А.И; Макромоделирование цифровых и аналоговых интегральных схем / А.И: Петренко; В.В. Бобин, В.В. Романов // Зарубежная радиоэлектроника. 1981. - N7.-С; 3-27.

106. Сигорский В.Г1. Алгоритмы анализа электронных схем.,/ В.П. Сигор-ский, А.И. Петренко. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: Сов. радио, 1976.-608 с.

107. Ким В.Л. Математическое моделирование индуктивного делителя напряжения в системе MATLAB / В.Л. Ким // Электричество. — 2006; — N 8; —1. C. 23-29. ISSN 0013-5380.

108. Разевиг В.Д. Система проектирования OrCAD 9.2 / В.Д. Разевиг. М.: СОЛОН-Р, 2001. - 519 с. - ISBN 5-93455-104-3.

109. Гаврилов Л.П. Нелинейные цепи в программах схемотехнического моделирования / Л.П. Гаврилов. М.: СОЛОН-Р, 2002. - 368 с. - ISBN 5-93455179-5.

110. Ким В.Л. Компьютерная система измерения характеристик индуктивных делителей напряжения / В.Л. Ким, С.В. Меркулов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. - N 3. — С. 42-45.

111. Средства измерений, допущенные к выпуску в обращение в СССР: описания утвержденных образцов / Госстандарт СССР. М.: Изд-во стандартов, 1985. - Вып. 71. - 320 с.

112. Назаров Н.Г. Метрология. Основные понятия и математические модели: учеб. пособие для вузов / Н.Г. Назаров. М.: Высш. шк., 2002. - 348 с. -ISBN 5-06-004070-4.

113. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5 в математике и моделировании. Полное руководство пользователя / В.П. Дьяконов. М.: СОЛОН-Пресс, 2003. - 576 с. - ISBN 5-93455-177-9.

114. Анохин В.В. Модели динамических систем: технологии построения в MATLAB / В.В. Анохин // Exponenta Pro. Математика в приложениях. — 2003. — N 4. С. 54-59.

115. Медведев B.C. Control System Toolbox / B.C. Медведев, В.Г. Потемкин; под общ. ред. В.Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. - 287 с. -ISBN 5-86404-135-1.

116. Грановский В.А. Динамические измерения: Основы метрологического обеспечения / В.А. Грановский. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1984. -224 с.

117. Ким В.Л. Расчет выходного импеданса индуктивного делителя напряжения с симметрирующей обмоткой / В.Л. Ким // Известия Томского политехи, ун-та. 2004. - Т. 307, N 2." - С. 145-148. - ISSN 1684-8519.

118. Бутырин П.А. Непрерывная диагностика трансформаторов / П:А. Бу-тырин, М.Е. Алпатов // Электричество. 1998. - №7. — С. 45-55:134i Вдовин С.С. Ироектирование импульсных трансформаторов / С.С. Вдовин. — Л!: Энергия, 1971 148 е.

119. Ким В.Л. Повышение точности многокаскадных индуктивных делителей напряжения в,диапазоне низких частот / В.Л. Ким // Приборы, и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. - N 8. - С. 44-^-9.

120. Крамнюк А.И. Метод анализа частотной погрешности индуктивного делителя / А.И. Крамнюк, М1С. Ройтман // Известия Томского политехи, ин-та. -1971.-Т. 231.-С. 39-45.27,7

121. А. с. 637925 СССР, МКИ2 Н02М 5/12. Многодекадный'индуктивный делитель напряжения1/ Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким B'.JI.; заявитель и патентообладатель Томский-политехи, ин-т. -N2100164/24-07; заявл. 20.01.75; опубл. 15.12.78, Бюл. N46.-2 е.: ил.

122. Ким B'.JI. Эталонный индуктивный делитель напряжения / В Л. Ким, М.С. Ройтман // ИзвеспшТомского политехи, ун-та. 2003. - Т. 306, N 5. —1. С. 88-92. ISSN 1684-8519.

123. Установка высшей точности для-измерения ослабления электромагнитных колебаний на фиксированных частотах в диапазоне частот 0—100 МГц УВТ 52-А-87. URL: http://www.vniiftri.ru/rus/rriiemv.

124. А. с. 951598 СССР, МКИ3 Н02М 05/06. Индуктивный делитель напряжения,/ Ким B.JL; заявитель и патентообладатель НИИ электронной интроскопии при Томском политехи, ин-те. N 2995341/24-07; заявл. 14.10.80; опубл. 15.08.82, Бюл. N30.-6 е.: ил.

125. Свинолупов Ю.Г. Специализированная программоуправляемая поверочная установка / Ю.Г. Свинолупов, Н.Н. Подкопаев, B.JI. Ким, В.П. Будейкин

126. Тез. докл. научно-техн. семинара «Научное приборостроение в Томской области», 16 мая 1980 г. Томск: Изд-во ТГУ, 1980.-С. 12.

127. Ройтман М.С. Широкополосный делитель напряжения* с автоматической коррекцией / М.С. Ройтман, В.Л. Ким, Н.П. Калиниченко // Тез. докл. Всесоюз. совещания «Точные измерения энергетических величин», 24 нояб. 1982 г. Л.: ВНИИМ, 1982. - С. 54-55.

128. Калиниченко Н.П. Индуктивная мера ослабления Р755 / Н.П. Калиниченко, В.Л: Ким // Информ. лист / Томский-ЦНТИ, N 27-84. Томск, 1984. - 4 с.

129. Ноег С.А. А 2:1 Ratio Inductive Voltage Divider with Less than 0.1 PPM Error to l MHz / C.A-. Hoer, W.L. Smith // Journal of Research of NBS. Scien. Eng. and lnstrum. - 1967. - Vol. 71C, N 2. - P. 101-109.

130. Ким В.Л'. Индуктивные делители напряжения с симметрирующей обмоткой / В.Л. Ким // Известия Томского политехи, ун-та. 2003. - Т. 306, N 3. — С. 93-95. - ISSN 1684-8519.

131. Ким В.Л. Новый способ расширения частотного диапазона индуктивных делителей напряжения / В.Л. Ким // Электричество. 2003. - N.12. - С. 46-49.-ISSN 0013-5380.

132. Kim V.L. A New Method of Extending the Frequency Range of Inductive Voltage Dividers / V.L. Kim // Elektrical Technology Russia. 2003. - N 4.

133. P. 155-161.-ISSN 1028-7957.

134. Иыерс P.P. Модели и характеристики многопроводного жгута /

135. P.P. Иыерс // Труды Таллинского политехи, ин-та. Таллин: Изд-во Талл. политехи. ин-та, 1977. -N 432. - С. 77-88.

136. Пат. 2223564 Российская Федерация, МПК7 H01F 21/12. Многодекадный индуктивный делитель напряжения / Ким B.JL; заявитель и патентообладатель НИИ электронной интроскопии при Томском политехи, ун-те. —

137. N 2002118523; заявл. 09.07.2002; опубл. 10.02.2004, Бюл. N 4. 18 е.: ил. 3.

138. Ким B.JI. Расчет погрешностей индуктивного делителя'напряжения с симметрирующей обмоткой / В.Л. Ким // Измерительная техника. 2004.1. N 10.-С. 40—43.

139. Kim V.L. Calculation of the Errors of an Inductive Voltage Divider with a Balancing Winding / V.L. Kim // Measurement Techniques. 2004. - Vol. 47, N 10. -P. 1005-1009.-ISSN 0543-1972.

140. Ким В.Л. Устройства поверки высоких уровней напряжения /

141. В.Л. Ким, Н.Н. Подкопаев, А.Б. Березовский // Проблемы метрологии. Метрологическое обеспечение средств измерений переменного тока: межвуз. научно-техн. сборник / Томский политехи, ин-т. Томск, 1985. - С. 44-56.

142. Пат. 50043 Российская Федерация, МПК7 H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л.; заявитель и патентообладатель Томский политехи. ун-т. -N2005117645/22; заявл. 07.06.2005; опубл. 10.12.2005, Бюл. N34.-4 с.: ил.

143. А. с. 792301 СССР, МКИ3 H01F 21/12. Многодекадный индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Ким В.Л., Калиниченко Н.П.; заявитель и патентообладатель Томский политехи, ин-т. -N 2635953/24-07; заявл. 21.06.78; опубл. 30.12.80, Бюл. N48.-8 е.: ил.

144. Пат. 60785 Российская Федерация, МПК7 H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л., Меркулов С.В.; заявитель и патентообладатель Томский политехи, ун-т. N 2006115048/22; заявл. 02.05.2006; опубл. 27.01.2007, Бюл. N 1.-4 е.: ил.

145. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника / В.И. Тихонов. 2-е изд., перераб. и допол. - М.: Радио и связь, 1982. - 622 с.

146. Ким В.Л. Компьютерная система измерения параметров медицинских электродов / В.Л. Ким, В.Ю. Казаков, С.В. Меркулов // Датчики и системы. -2008. N 8. - С. 44-46. - ISSN 1992-7185.

147. Меркулов С.В. Модуль первичной обработки сигналов электрофизической установки «Токамак-КТМ» /С.В. Меркулов, В.Л. Ким // Материалы IX междунар. конф. «Актуальные проблемы электронного приборостроения

148. АПЭП-2008», 24-26 сент. 2008 г. Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. унта, 2008. - Т. 2. - С. 89-91. ISBN 978-1-4244-2825-0.

149. Ройтман М.С. Широкополосный декадный индуктивный делитель / М.С. Ройтман, Н.П. Калиниченко, В.Л. Ким // Тез. докл. III Всесоюз. семинара-совещания «Метрология в радиоэлектронике», 24 июня 1975 г. М.: ВНИИФТРИ, 1975. - С. 46.

150. Ким В.Л. Алгоритм определения частоты сопряжения в многоканальном индуктивном делителе напряжения / В.Л. Ким // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2007. - N 4. - С. 52-55.

151. Ройтман М.С. Программируемый источник калиброванных напряжений переменного тока Ф7090 / М.С. Ройтман, Ю.К. Рыбин, В.М. Сергеев,

152. Н.П. Калиниченко, В.Л. Аринштейн, С.Н. Строкач, В.И. Полствин, С.В. Сары-чев, В.Л. Ким, В.И. Чуфистов // Тез. докл. Всесоюз. совещания «Точные измерения энергетических величин», 24 нояб. 1982 г. Л., 1982. - С. 32-33.

153. Муравьев С.В. Автоматизация метрологического обеспечения качества продукции в приборостроении / С.В. Муравьев, С.А. Шомер, В.И. Гуцул // Метрологическое обеспечение качества продукции: сб. науч.тр. / Омский политехи, ин-т. Омск, 1985.-С. 131-137.

154. Ким В.Л. Широкополосная многозначная мера отношения // Материалы IV международн. научно-техн. конф. «Измерение, контроль, информатизация ИКИ-2003», 19-21 мая 2003 г. Барнаул: Изд-во АГТУ, 2003. - С. 81-83. -ISBN 5-7568-0394-7.

155. А. с. 1035650 СССР, МКИ H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким В.Л., Калиниченко Н.П., Ройтман М.С.; заявитель и патентообладатель НИИ электронной интроскопии при Томском политехи, ин-те.

156. Батищев Д.И. Методы оптимального проектирования;/ Д.И. Батищев. М: Радио и связь, 1984. - 248 с. , ,180: Корн F. Справочник по математике для научных работников! и инженеров / F. Корн; Т. Корн. —Mi: Наука, 1974. 832 с.

157. Ройтман М.С. Кодоуправляемыё прецизионные делители напряжения / М.С. Ройтман, В.Л;.Ким,. Н.П. Калиниченко // Измерения, контроль, автоматизация: научно-техн. сб. обзоров / ЦНИИТЭИ приборостроения. М., 1986; -Вып. 1(57) - С. 3-17. - ISSN 0203-2295.

158. Петров Б.Н. Принцип инвариантности в измерительной технике / Б.Н. Петров и др.. М.: Наука, 1976. - 244 с.

159. Кнеллер В.Ю. Преобразование физических величин: специфика, связи с другими процессами, пути решения основных задач / В:Ю: Кнеллер // Датчики ж системы.-2007;-N'12. С. 58^67.

160. Ройтман М.С. Широкополосный кодоуправляемый индуктивный делитель напряжения / М.С. Ройтман, Н.П. Калиниченко, Г. И. Зайдман,

161. В.Л. Ким // Приборы и системы управления. 1981. -N 11. - С. 16-17.

162. Ройтман М.С. Делитель индуктивный программируемый ДИП-2М / М.С. Ройтман, Н.П. Калиниченко, В.Л. Ким //Информ. лист / Томский ЦНТИ, N 10-83. Томск, 1983. -4 с.

163. А. с. 920988'СССР, МКИ3 Н02М 05/10. Индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким B.JL; заявитель и патентообладатель НИИ электронной интроскопии при Томском политехи, ин-те. —

164. N 2923617/24-07; заявл. 13.05.80; опубл. 15.04.82, Бюл. N14.-6 е.: ил.

165. Ким В.Л. Микропроцессорные системы: учебное пособие / В.Л. Ким. — Томск: Изд-во Томского политехи, ун-та, 2000. 136 с.

166. Ким В.Л. Кодоуправляемые индуктивно-резистивные делители напряжения / В.Л. Ким, С.В. Меркулов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2008.-N 1. - С. 42-45.

167. Федорков Б.Г. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение / Б.Г. Федорков, В.А. Телец. М.: Энергоатомиздат, 1990. -320 с.

168. Русин Ю.С. Трансформаторы звуковой и ультразвуковой частоты / Ю.С. Русин. Л.: Энергия, 1973.-152 с.

169. Ройтман М.С. Кодоуправляемая мера ослабления / М.С. Ройтман,

170. B.JI. Ким, Н.П. Калиниченко // Тез. докл. VI Всесоюз: научно-техн. конф. «Метрология в радиоэлектронике», 16 окт. 1984 г. М.: ВНИИФТРИ, 1984. - С. 225.

171. Цимбалист Э.И. Установка для поверки частотных характеристик четырехполюсников / Э.И: Цимбалист, Н;П: Калиниченко, В.Л. .Ким// Радиотехнические измерения в физических исследованиях: сб. науч.тр: М.: Наука,, 1977.-С. 67-70. ;

172. Ким В.Л. Широкополосные многоразрядные индуктивные и индуктивно-резистивные преобразователи код-напряжение: дис. . канд. техн. наук: 05.13.05: защищена 23.12.86; утв. 13.05.87 / Ким Валерий Львович. Томск, 1986.-291 с. .

173. Ройтман М.С. Микропроцессорный делитель напряжения для автоматизированных поверочных комплексов / М.С. Ройтман, В.Н. Бориков, В.Л. Ким // Тез. докл. III Всесоюз. конф. «Метрологическое обеспечение ИИС и АСУ ТГ1», 16 окт. 1990 г. Львов, 1990. - С. 33.

174. Ким B.JI. Синтез управляемых аттенюаторов с малыми нелинейными искажениями / B.JI. Ким // Известия Томского политехи, ун-та. 2003. - Т. 306, N4.-С. 67-71. - ISSN 1684-8519.

175. Кобболд Р. Теория и применение полевых транзисторов / Р. Кобболд; пер. с англ. В.В. Макарова. JL: Энергия, 1975. - 304 с.

176. Фомичев Ю.М. Регулирующие устройства с малыми нелинейными искажениями / Ю.М. Фомичев, Ю.Н. Варакута // Известия Томского политехи, ин-та. 1974. - Т. 298. - С. 43-53.

177. Крылов Г.М. Управляемые аттенюаторы / Г.М. Крылов, Е.И. Хоняк, А.Н. Тыныныка, В.Н. Ильюшенко, С.Ф. Сиколенко. М.: Радио и связь, 1985. -200 с.

178. Игнатов А.Н. Полевые транзисторы и их применение / А.Н. Игнатов. — М.: Радио и связь, 1984. — 216 с.

179. Ким В.Л. Анализ подавления четных гармоник в управляемом аттенюаторе на полевых транзисторах / В.Л. Ким // Известия ВУЗов «Приборостроение». 2004. -N 5. - С. 58-61. - ISSN 0021-3454.

180. Вавилов А.А. Низкочастотные измерительные генераторы / А.А. Вавилов, А.И. Солодовников, В.В. Шнайдер. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985.- 104 с.

181. Векслер М.С. Метод расчета двухступенчатых индуктивных делителей напряжения / М.С. Векслер, М.И. Кофман // Проектирование средств электроизмерительной техники: сб. науч. трудов ВНИИЭП. Л., 1983. - С. 44-54.

182. Гореликов Н.И. Методы и средства метрологического обеспечения прецизионных масштабных преобразователей напряжения / Н.И. Гореликов и др. // Обзор, информ. / ЦНИИТЭИ приборостроения. М., 1984. - ТС-5. - Вып. 1.-56 с.

183. Байков В.М. Методы аттестации трансформаторных делителей напряжения высокой точности / В.М. Байков, Т.Б. Рожденственская// Исследования в области электрических измерений: труды метрол. ин-тов СССР. Л.: Энергия, 1971.-Вып. 115(175).-С. 123-131.

184. Байков В.М. Метрологическое^обеспечение делителей напряжения' переменного тока в условиях производства и эксплуатации / В.М. Байков // Тез. докл. Всесоюз. совещания «Точные измерения энергетических величин», 24 но-яб. 1982 г.- Л.: ВНИИМ, 1982-С. 112.

185. Skubis Т. Calibration Method of IVD by Means of Switched Capacitors / T. Skubis, A. Skorkowski // Confer. Record-IEEE Instrum. and Meas. Tech. Conference IMTC-97. Canada, Ottawa, May 19-21, 1997. - P. 737-742. - ISBN 0-78033312-8.

186. Avramov-Zamurovic S. Balancing Procedure for an IVD Bridge /

187. S. Avramov-Zamurovic et al. // Confer. Record-IEEE Instrum. and Meas. Tech. Conference IMTC-2003. USA, Colorado, May 20-22, 2003. - P. 1599-1603. -ISBN 0-7803-7705-2.

188. Homan D.N. Improved High Frequency Voltage Divider / D.N. Homan // NBS Technical News Bull. 1968. - Vol. 52, N 10. - P. 226.

189. Cutkosky R.D. The Precision Measurement of Transformer Ratios / R.D. Cutkosky, J.Q. Shield // IRE Trans, on Instrum. 1960. - Vol. 19, N 2. -P. 243-250.

190. Grohmann K. International Comparison of Inductive Voltage Divider Calibration Methods Between 10 kHz and 100 kHz / K. Grohmann, T.L. Zapf// Metrolo-gia.- 1979. -Vol. 15, N2.-P. 69-75.

191. ГОСТ Р 8.000-2000. Государственная система обеспечения единства измерений. Основные положения. Введ. 2001-01-01. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. -10 с.

192. Ким В.Л. Расчет амплитудной погрешности индуктивного делителя напряжения / В.Л. Ким // Измерительная техника. 2004. - N 3. - С. 28-31.

193. Kim V.L. Calculating the Amplitude Error of an Inductive Voltage Divider / V.L. Kim // Measurement Techniques. 2004. - Vol. 47, N 3. - P. 254-258. -ISSN 0543-1972.

194. Ким В.Л. Расчет погрешностей многодекадного индуктивного делителя напряжения / В.Л. Ким// Известия Томского политехи, ун-та. — 2004.

195. Т. 307, N6.-С. 121-125.- ISSN 1684-8519. ■

196. Ким В.Л. Расчет случайной погрешности многокаскадного индуктивного делителя; напряжения- / В.Л. Ким // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2005. — N 4. — С. 40—43.

197. Ким В.Л. Расчет случайной погрешности индуктивных делителей напряжения с симметрирующей обмоткой / В.Л. Ким // Электричество. 2005. -N 2. - С. 48-52. - ISSN 0013-53 80^ . ч

198. Nakase Т. Isolated-Section^ Inductive Divider andTts Self-Galibration /

199. Т. Nakase // IEEE Trans. Instrurm and Meas. 1970: - VolMM-19; N 4^ - P: 312-317.-ISSN 0018-9456: ;

200. Braun A. Determinations of Voltage Transformer Error by Means of a Parallel-Series Step-Up Method / A. Braun, Hi Richer, H; Danneberg; // IEEE Trans. Ьь struma and Meas:,- 1980;-Volt IM-29, N4;-P: 492^-495:- ISSN 0018-9456:

201. GrohmanmK: A;Step-Up Method^for Calibrating;Inductive Voltage Dividers up? to 1 MHz / K. Crohmann // IEEE Trans. Instrum. and Meas. 1976. - Vol. IM-25, N4 -P: 516-518;-ISSN 0018-9456:; ; ;;

202. A. c. 1249622 СССР, МКИ H01E 21/12. Индуктивный: делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким BJL; заявитель и патентообладатель НИИ электронной интроскопии при Томском политехи, ин-те. —

203. N 3824586/24-07; заявл. 11.12.84; опубл. 07.08.86, Бюл. N 29. -4 е.: ил.

204. Пат. 39001 Российская Федерация, МПК7 H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ким B.JL; заявитель и патентообладатель Томский политехи. ун-т. -N 2004102889; заявл. 04.02.2004; опубл. 10.07.2004, Бюл. N 19. -4 е.: ил.

205. А. с. 1370574 СССР, МКИ H01F 21/12. Индуктивный делитель напряжения / Ройтман М.С., Калиниченко Н.П., Ким B.JL; заявитель и патентообладатель НИИ электронной интроскопии при Томском политехи, ин-те. —

206. N 4068769/24-21; заявл. 22.05.86; опубл. 30.01.88. Бюл. N4.-4 е.: ил.

207. Муравьев С.В. Компьютерные лабораторные работы на основе графической программной технологии /С.В. Муравьев, B.JI. Ким, А.В. Комаров, В.В. Октябрьский, С.В. Сарычев // Датчики и системы. 2000. - N 10. - С. 7-11.

208. Титце У. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство / У. Титце, К. Шенк; пер. с нем. A.F. Алексенко. М.: Мир, 1982. - 512 с.

209. Джонс М.Х. Электроника практический курс / М.Х. Джонс. - М.: Постмаркет, 1999.- 528 с. - ISBN 5-901095-01-4.

210. Ким B.J1. Измерительные генераторы синусоидального напряжения / В.Л. Ким; С.В: Сарычев // Материалы международн. науч-техн. конф. «Измерение, контроль, информатизация», 16-18 мая 2000 г. Барнаул: Издгво АКТУ, 2000. - С. 163. - ISBN 5-7568-0394-7.

211. Абрамович ей; Диоды штиристоры вшреобразовательных установках/МЖ Абрамович и др:.;-М^: Энергоатомиздат, 19921 432 с. - ISBN 5283-00670-0. ;

212. Азизов Э:А. Казахстанский материаловедческий: токамак КТМ и вопросы термоядерного синтеза / Э:А. Азизов, В1С. Тажибаева: Алматы, 2006. -236 с.

213. Lister J.B. The Control of ТОКАМАК Configuration Variable Plasmas / J.B. Lister et al. // FusiontTechnology. -1997. -Vol. 32, N3.-P. 321-373.

214. Ройтман M;C. Исследования и разработки Томского политехнического университета в области измерений / М.С. Ройтман, Ю.К. Рыбин, С.В: Муравьев //Датчики и системы. 2000. - N10. - С. 4-6: