Доброе время суток уважаемые участники.
Собираюсь сделать для лабораторного использования простое и безопасное устройство для измерения напряжения до 5кВ (при токе максимум 20мА) с точностью где то 1В. И для измерения малого тока где то до 20мА с точностю 0.1мА, при тех же "до 5кВ". Подскажите как бы проще и безопасней такое реализовать? А то что то за сомневался когда увидел как обычный BNC коннектор используют для подключения к 2500В при токе 15мА, не SHV, не MHV а именно BNC.

А ток и напряжение - постоянные? Измерения возможно производить относительно "земли"?

Извените, вы меня озадачили, ток и напряжение скорея всего постоянные. А вот измерение относительно земли, я об этом не подумал. Скорее всего да, потому что идет просто bnc провод, жила которого плюс а оплетка земля.

Тогда простой делитель напряжения решит проблему. Как и шунт для измерения тока, одним концом соединённый с "землёй". Другое дело, если бы нужно было "плавающее" измерение.

5 кВ и 20 мА - это 100 Вт.
ТС точно об этом подумал?

Автор сам делает БП и зачем-то вздумал воткнуть шунт в горячий конец.

Автору: делитель можно сделать на высоковольтных резисторах, например КЭВ-1, номинал от 10МОм и выше, этот же делитель будет разряжать емкости по питанию (при таких напряжениях это строго обязательно). После делителя для точности можно повторитель на ОУ, далее измеряете обычным образом (с помощью АЦП например).
На счет BNC, а вы уверены, что это оно? 20мА конечно не смертельно, если вы не заряжаете батарею конденсаторов, но всё же будьте осторожны и внимательно изучайте ТТХ на все компоненты которые используете.

во всяких платанах-компэлах есть современные высоковольтные резисторы, с рабочим напряжением порядка 3кВ, выбор широкий

Ссылочку не дадите? В свое время специально подбирали BNC-подобный разъем для 3кВ/2мА, но это был не BNC, а резьбовой похожего форм-фактора.

Если есть возможность, для измерения тока поставьте измерительный шунт со стороны "земли",
его сигнал можно усиливать обычным низковольным усилителем. Сопротивление шунта должно быть минимальным
(исходя из максимально возможного протекающего через него тока, включая аварийное КЗ и разряд конденсаторов при этом).
ps - и мощность

1В точность при 5кВ и резисторв КЭВ несовместимы. Придется разорится на более точные резисторы и термостабильные резисторы.

Ток обычным мультиметром можно измерять (только со стороны земли надо его включать). Я использовал для очень точных измерений Agilent 3458A. По напряжению точность очень высокую хотите. Есть делители, например, Ross VD, но штучка дорогая. В НИИЭМПе делители выпускают (на чрезмерно высокие напряжения для Вашего случая, конечно) - на постоянном токе 0,1 % они мне обещали погрешность вроде, но надо с их метрологом говорить. Если всё же точность порядка десятых процента устроит, то, как вариант, можно использовать высоковольтные наборы резисторов типа НР1-77.

Вы задайте производителю вопрос про значение коэффициента напряжения.

Доли процента. В ТУ нет, это да.

В лабораторных целях - не придумать ничего лучше, чем мегаомный делитель и обычный мультиметр в режиме вольтметра. Даже если измерения не относительно земли- ничего не мешает оставиль включенный мультиметр где-то в установке, и смотреть на него из далека, так что бы искра не ударила в лоб.

Да, к примеру Эрконовские HP1-77 гораздо лучше смотрятся, непонятно правда коэфф.деления учитывает погрешности от приложенного напряжения. Вот только категория "ВП", не знаю как автор будет их заказывать Да и потом 1В/5000В это 0,02%, а самый лучший делитель у них 0,05%. Так что без калибровки всё равно не обойтись.
А нужна ли автору такая точность, в лабораторных целях, даже не представляю для чего это может понадобиться

Сказать можно что угодно. 1 ppm/v даст на 10 кВ погрешность в 1%.
Судя по температурному коэффициенту нижегородских высоковольных резисторов, VC у них наверняка больше чем 1 ppm/v.
А судя по другим резисторам, у которых ppm/v нормируется, делитель на одной подложке его если и улучшает, то незначительно.
Свои проценты они измеряют на низком напряжении. Для измерителя в одной точке это не сильно критично, а вот если измерительный делитель делать, то проблема.
Самое правильное купить хорошие резисторы и не мучаться.

Разве есть привязка ppm к вольтам? Тогда получается что-то вроде утечки. Всегда считал что это отклонения вызванные температурой, влажностью и старением.

Наберите в google Voltage Coefficient of Resistance (VCR). Если его нет в характеристиках hv резистора, то его для измерения изменяющегося напряжения не стоит использовать. Я вообще удивляюсь, как в НН из оксида рутения умудряются такие плохие параметры получать. ТКС хуже чем у китайских резисторов из бросового материала.

Посмотрите тут.

Решаю подобную задачу на шунте, двух оптоуправляемых ключах и повышающе-развязывающем трансформаторе. Ключи коммутируют первичную обмотку со сменой фазы. Вторичную обмотку обмеряю копеечным АЦП.

Для безопасного измерения тока можно использовать датчик Холла, например LEMовский. Пропускаете через окно несколько витков провода и меряйте на здоровье.

У меня аналогичная задача.
Не понятно, то есть Вы коммутируете ключами первичную подмагничивающую высоковольтную обмотку ? Если не затруднит, можно схему и почему 2 ключа?
Для разрывания цепи без учета напряжения достаточно было бы одного, а для смены полярности по идее нужен H-мост?

Какая модель и что у него с линейностью характеристики ?
Если нелинейная, чем калибровать?