Устройство для измерения активной составляющей комплексного сопротивления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее источник переменного тока, преобразователь тока и воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, отличающеес я тем, что, с целью увеличения точности измерения и расширения Диапазона значений измеряемых величин, в него введены фильтр, магазин переменной емкости, второй воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, переключатели витков первичных и вторичных обмоток воздушн

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51ъ G R 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3397459/18-21 (22) 07. 01. 82 (46) 15.05.83. Бюл. М 18 (72) В.В.Ермуратский, В.П.Берзан, П.В.Ермуратский, Л.Л.Кристалйнский и Б.Ю.Геликман (71) Отдел энергетической киберне.тики AH Молдавской CCP (53) 621.317.733.011 2/4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 229683, кл. G 01 R 27/08, 1965:

2. Авторское свидетельство СССР

Р 470767, кл. G 01 R 27/26, 1973 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КОМПЛЕКСНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащее источник переменного тока, преобразователь тока и воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью увеличения точности измерения и расширения диапазона значений измеряемых величин, в него введены фильтр, магазин переменной емкости, второй ноэдушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, пере„„SU„„,1018045 A ключатели витков первичных и вторичных обмоток ноздушнцх трансформаторон, измеритель,. один вход которого соединен с выходом преобразователя тока,. а другой — с подвижными контактами переключателей витков вторичных обмоток воздушных трансформаторов, причем источник переменного тока соединен с фильтром, один выход которого через магазин переменной емкости, подключенный к подвижным контактам переключателей витков первичных обмоток .воздушных трансформаторов, соединен с первичной обмоткой первого воздушного трансформатора, а другой выход фильтра через преобразователь тока, подключенный к под- Я вижным контактам переключателей витков первичных обмоток воздушных трансформаторов, соединен с первичной обмоткой второго воздушного трансформатора, подвижные контакты переключателя витков первичных обмо- ф ток трансформаторов подключены к токовым зажимам для подключения измеряемого комплексного сопротивления, а потенциальные зажимы соединены с вторичной обмоткой ноздушных трансформаторон °

1018045

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения активной составляющей комплексного сопротивления преимущественно конденсаторов и кату- 5 шек индуктивности.

Известно устройство для измерения активного сопротивления проводов, I содержащее генератор высокой частоты, амперметр, измерительный контур, вольтметр, металлический цилиндр, поворотную рамку и конденсатор fl), Недостатком известного устройст ва является низкая точность измерений, так как на нее влияет фазовое 15 соотношение между током и ЭДС, наводимой магнитным потоком в поворотной рамке. Поскольку поворотная рамка охватывает только часть магнитного потока, то фаза потока, пронизы-20 вающего поворотную рамку, отличается от фазы полного тока провода.

При этом на фазовые соотношения между ЭДС поворотной рамки и полным током оказывают влияние межвитковые емкости, активное сопротивление поворотной рамки, а также потери на вихревые токи в металлическом цилиндре и емкость рамки относительно цилиндра.

Кроме того, данное устройство характеризуется ограниченным частотным диапазоном, в котором производятся измерения от 10 кГц и более.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является мос- 35 товая измерительная цепь для измерения индуктивности. Данное устрой-ство содержит последовательно соединенные источник переменного тока, преобразователь тока, воздушный транс-р форматор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, .а также нулевой индикатор, образцовую меру, двухобмоточный .трансформатор и пере-. менный резистор (2). 45

Точность и повторяемость измерений прототипа зависят от фазового сдвига между током первичной обмотки и напряжением на концах вторичной обмотки образцовой меры, на которой сильное влияние оказывает межобмоточная емкость, индуктивности рассеяния, активные сопротивления, взаимное положение обмоток и разность электрических потенциалов между соседними витками первичной и вто55 ричной обмоток образцовой меры.

На точность измерения, а также на диапазон измеряемых активных сопротивлений сильное влияние оказывают также высшие гармоники питаю- 60 щего напряжения и тока, которые снижают точность измерений и сужают диапазон значений измеряемых величин. Кроме того, устройство не дает возможности непосредственно из- 65 мерить активное сопротивление. Это снижает быстродействие установки, ее производительность, что особенно важно при массовом контроле.

Целью изобретения является увеличение точности измерения и рас- ширение диапазона значений измеряемых величин.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения активной составляющей комплексного сопротивления, содержащее источник переменного тока,.преобразователь тока и воздушный трансформатор, оботки которого соединены по трехолюсной схеме, введены фильтр, магазин переменной емкости, второй воздушный трансформатор, обмотки которого соединены по трехполюсной схеме, переключатели витков первичных и вторичных обмоток воздушных трансформаторов, измеритель, один вход которого соединен с выходом преобразователя тока, а другой— с подвижныли контактами переключателей витков вторичных обмоток воздушных трансформаторов, причем источник переменного тока соединен с фильтром, один выход которого через магазин переменной емкости, подключенный к подвижным контактам переключателей витков первичных обмоток воздушных трансформаторов, соединен с первичной обмоткой первого воздушного трансформатора, а другой выход фильтра через .преобразователь тока, подключенный к подвижным контактам переключателей витков первичных обмоток воздушных трансформаторов, соединен с первичной обмоткой второго воздушного трансформатора, подвижные контакты переключателя витков первичных обмоток трансформаторов подключены к токовым зажимам для подключения измеряемого комплексного сопротивления, а потенциальные зажимы соединены с вторичной обмоткой воздушных трансформаторов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для измерения активного сопротивления комплексных сопротивлений.

Устройство содержит источник 1 переменного тока, фильтр 2, магазин 3 переменной емкости, воздушные трансформаторы 4 и 5, измеритель 6 с входами I и Н, соединенный с переключателями 7 и 8 витков вторичнык обмоток 9 и 10 воздушных трансформаторов 4 .и 5, переключатель 11 концов первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансформаторов 4 и:5 и преобразователь 14 тока.

Источник 1 переменного тока подключен к фильтру 2, один выход ко торого через магазин 3 переменной, емкости соединен с первичной обмот1018045

35 кой 12 воздушного трансформатора 4, а другой - через преобразователь 14 тока — с первичной обмоткой 13 воздушного трансформатора 5. Вход I измерителя 6 соединен с подвижными кон- 5 тактами переключателей 7 и 8 витков вторичных обмоток 9 и 10, а вход и - с преобразователем 14 тока.

Исследуемое комплексное сопротивление 15 подключено по четырехзажимной схеме к воздушным трансформаторам 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

Переключатель 11 витков первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансформаторов 4 и 5 устанавливают в положение 16 при измерении активной составляющей комплексного сопротивления конденсаторов и в положение 17 катушек индуктивностей. 20

Исследуемое комплексное сопротивление 15 — конденсатор или катушку индуктивности .подсоединяют к точкам

18 и 19 первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансформаторов 4 и 5. 25

Чувствительность измерителя 6 устанавливают на минимум. Концы вторичных обмоток 9 и 10 воздушных трансформаторов 4 и 5 подсоединяют к точкам 20 и 21 исследуемого комплексного сопротивления 15..

Для данной частоты источника 1 переменного тока при помощи магазина 3 переменной емкости настраивают в резонанс контур возбуждения, состоящий из магазина 3 переменной емкости, первичных обмоток 12 и 13 воздушных трансформатрров 4 и 5, эквивалентной индуктивности выходной цепи фильтра 2, преобразовате-. 40 ля 14 тока и исследуемого комплексного сопротивления 15.

Момент резонанса фиксируют по максимальному показанию измерителя 6. 45

При протекании тока по первичным обмоткам 12 и 13 воздушных. трансформаторов 4 и 5 во вторичных обмотках 9 и 10 наводятся ЗДС, которые суммируются и уравновешивают реактивную составляющую полного падения напряжения на исследуемом комплексном сопротивлении 15.

Для определения полного падения напряжения перемещают подвижный контакт переключателя 7 от позиции 22 к позиции 23, добиваясь минимального показания измерителя 6 ° Затем, увеличивая чувствительность по входу I измерителя 6 и изменяя положение подвижного контакта от позиции 24 и по-, зиции .25 переключателя 8 витков, добиваются минимального показания измерителя 6.

После этого снова увеличивают чувствительность по входу I измерителя 6 и, изменяя частоту источника. 1 переменного тока, добиваются минимального показания измерителя 6, т.е, полной. компенсации реактивной составляющей падения напряжения на комплексном сопротивлении 15 относительно входа измерителя .6.

Минимальное показание измерителя

6 после полного уравновешивания схемы дает значение активной составляю-. щей комплексного сопротивления.

В настоящее время технически наиболее совершенньм прибором для измерения активной составляющей комплексного сопротивления является автоматический мост переменного тока с цифровым отсчетом типа Р5016, который выбран в качестве базового объекта.

О

Прибор относится к классу мостов переменного тока с тесной индуктивной связью между плечами отношений..

При измерении активной составляющей комплексного сопротивления этим мостом исследуемый объект сравнивают с образцовыии мерами.

Составитель Л.Сотникова

Редактор М.Бандура Техред К.Мыцьо Корректор A. Дзятко

° МЭ

Заказ 3531/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Г9сударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий:.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4