Мост для измерения активного сопротивления электрических цепей,находящихся под напряжением переменного тока

 

МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЖКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯ}КЁНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, два плеча которого образованы соответственно резисторами для выбора пределов измерений и переменным резистором, а два других плеча образованы соответственно клеммами для подключения измеряемого резистора и образцовым резистором, содержащий источник постоянного наирЛ женин, включенный в диагональ питания моста, нуль-индикатор, включенный в измерительную диагональ моста, источник переменного напряжения, соединенный через разделительный конденсатор с первой для подключения измеряемого резистора и непосредственно с второй клеммой для подключения измеряемого резистора, подключенной к вершине диагонали питания, компенсирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена параллельно источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка одним выводом подключена к первой клемме для подключения измеряемого резистора, а другим выводом - к дополнительному резистору, второй вывод которого соединен с вершиной измерительной диагонали моста, усилитель переменного напряжения , один вход которого соединен с первым выводом дополнительного реQ S зистора, а его выход соединен с вто (Л рым выводом дополнительного резистора , отличающийся тем, с: что, с целью повьппения точности и быстродействия измерений за счет исключения вычислительныхопераций , в него введен усилитель постоянного тока, первый вход которого через вторую вторичную обмотку комел пенсирующего трансформатора подклюо чен к первой клемме для подключения ел измеряемого резистора, второй вход ел и первьй выход его соединены с втоСХ ) рым выводом дополнительного резистора, а второй выход его соединен с первым выводом дополнительного резистора , второй вход усилителя пеI ременного напряжения подключен к второму выводу дополнительного резистора , а его второй выход соединен с второй клеммой для подключения измеряемого резистора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<(51) G 01 R 17/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3653442/24-21 (22) 18. 10.83 (46) 15.04.85. Бюл. № 14 (72) В.N. Петров, В.И, Чавкин и Я.Б. Тубис (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (53) 621.317.733(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР № 300836, кл. G 01 R 17/10, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 481846, кл. G 01 R 17/10, 1975, 3. Авторское свидетельство СССР

¹ 682829, кл. G 01 В. 17/10, 1979 (прототип). (54) (57) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕИ, НАХОДЯЩИХСЯ ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, два плеча которого образованы соответственно резисторами для выбора пределов измерений и переменным резистором, а два других плеча образованы соответственно клеммами для подключения измеряемого резистора и образцовым резистором, содержащий источник постоянного напряжения, включенный в диагональ питания моста, нуль-индикатор, включенный в измерительную диагональ моста, источник переменного напряжения, соединенный через разделительный конденсатор с первой клеммой для подключения измеряемого резистора и непосредственно с второй

ÄÄ SU ÄÄ 1150558 клеммой для подключения измеряемого резистора, подключенной к вершине диагонали питания, компенсирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена параллельно источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка одним выводом подключена к первой клемме для подключения измеряемого резистора, а другим выводом — к дополнительному резистору, второй вывод которого соединен с вершиной измерительной диагонали моста, усилитель переменного напряжения, один вход которого соединен с первым выводом дополнительного ре- а

Я зистора, а его выход соединен с вторым выводом дополнительного резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и С быстродействия измерений за счет исключения вычислительных операций, в него введен усилитель постоlaeL янного тока, первый вход которого через вторую вторичную обмотку компенсирующего трансформатора подклю- CiR чен к первой клемме для подключения 4ю» измеряемого резистора, второй вход ©Л и первый выход его соединены с вто- Щ рым выводом дополнительного резис- (ф тора, а второй выход его соединен с первым выводом дополнительного резистора, второй вход усилителя пе1ременного напряжения подключен к второму выводу дополнительного резистора, а его второй выход соединен с второй клеммой для подключения измеряемого резистора.

11505

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для измерения активного сопротивления резличных электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, например обмоток электрических машин.

Известно устройство для измерения сопротивлений цепей, находящихся под напряжением переменного тока, осно1О ванное на принципе. наложения измерительного постоянного тока на рабочий переменный ток исследуемой обмотки и на использовании мостовых измерительных цепей, содержащее мостовую измерительную схему, источник переменного напряжения,-источник постоянного напряжения, индикатор L 13.

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Известен мост постоянного тока для измерении омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, содержащий 1.С-фильтр, предохраняющий плечи моста и нуль-индикатор, компенсирующий трансформатор, а также дроссель для защиты источника постоянного напряжения от попадания переменного тока. Дроссель фильтра, обмотка которого выполнена из материала с малым температурным коэффициентом, используется в каче-стве образцового плеча моста (21.

Ври такой схеме измерительная З5 мостовая цепь имеет большую постоянную времени, которая обусловлена значительными реактивностями фильтра. и .дросселя, что приводит к снижению быстродействия. Кроме то" 40 го, данный мост не может обеспечить измерение в случае динамического режима работы измеряемого сопротивления по переменному току.

Наиболее близким по технической 45 сущности к изобретению является иост для измерения активного сопро" тнвления электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, два плеча которого образо- 50 вавы соответственно резисторами для выбора пределов измерений и переменным резистором, а два других плеча образованы соответственно измеряемым резистором и образцовым резис- у тором, содержащий источник постоянного напряжения, включенный в диагональ питания моста, нуль-индика58 3 тор, включенный в измерительную диагональ моста, источник перемен ного напряжения, соединенный через разделительный конденсатор с одним выводом измеряемого резистора и непосредственно с его вторым выводом, компенсирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена параллельно источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка включена в Плечо, содержащее измеряемый резистор, последовательно с ним и дополнительным резистором, усилитель переменного напряжения, один вход которого соединен с вторым выводом измеряемого резистора, другой вход усилителя переменного напряжения соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора напряжения, а выход усилителя переменного напряжения подключен параллельно дополнительному резистору (Зj.

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие, так как при измерениях возникает необходимость в дополнительной вычислительной операции путем вычитания из результата измерений активного сопротивления вторичной обмотки компенсирующего трансформатора и дополнительного резистора„ кроме того, необходимо производить измерение их акФ тивного сопрогивления при различной их температуре и окружающей среды, и низкая точность из-за температурных воздействий, изменяющие активное сопротивление вторичной обмотки компенсирующего трансформатора и дополнительного резистора.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерений за счет исключения вычислительных опе- раций путем автоматического вычита- . ния падения напряжения от измерительного постоянного тока на активном сопротивлении вторичной обмотки компенсирующего трансформатора и дополнительного резистора.

Поставленная цель достигается тем, что в,мост для измерения активного сопротивления электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, два плеча которого образованы соответственно резисторами для выбора пределов измерений и переменным резистором, а два других плеча образованы соответственно клеммами для подключения измеряе1150558 мого резистора и образцовым резне.ором, содержащий источник постоянного напряжения, включенный в диагональ питания моста, нуль-индикатор, включенный в измерительную диагональ 5 моста, источник переменного напряжения, соединенный через разделительный конденсатор с первой клеммой для подключения измеряемого резистора и непосредственно с второй клеммой10 для подключения измеряемого резистора, подключенной к вершине диагонали питания, компенсирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена параллельно источнику переменного напряжения, а вторичная обмотка одним выводом подключена к первой клемме для подключения измеряемого резистора, а другим выводом — к дополнительному резистору, второй вывод которого соединен с вершиной измерительной диагонали моста, усилитель переменного напряжения, один вход которого соединен с первым выводом дополнительного ре- зистора, а его выход соединен с вторым выводом дополнительного резистора, введен усилитель постоянного тока, первый вход которого через вторую вторичную обмотку компенси- З0 рующего трансформатора подключен к первой клемме для подключения измеряемого резистора, второй вход и первый выход его соединены с вторым выводом дополнительного резис- 35 тора, а второй выход его соединен с первым выводом дополнительного резистора, второй вход усилителя переменного напряжения подключен к второму выводу дополнительного резистора, 40

aего второй выход соединен с второй клеммой для подключения измеряемого резистора.

На чертеже изображена электрическая схема моста. 45

Иост для измерения активного сопротивления электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, содержит клеммы для подключения измеряемого резистора 1 с 50 сопротивлением Р„, резисторы 2 для выбора пределов измерений, уравновешивающее плечо, образованное переменным резистором 3, образцовый резистор ч, источние 5 постоянного у напряжения, включенный в диагональ питания моста, ко-п1енсирующий транс-1 форматор 6, вторичная обмотка 7 которога включена в плечо, содержащее измеряемый резистор 1, последовательно с ним и дополнительным резистором 8, параллельно которому подключен выход усилителя 9 переменного напряжения, вход его подключен па— раллельно плечу, содержащему измеряемый резистор, разделительный конденсатор 10, нуль-индикатор 11, включенный в измерительную ;иагональ моста, источник 12 переменного напряжения, питающий первичную обмотку 13 компенсирующего трансформатора 6 и измеряемьп резистор 1 через разделительный конденсатор 10, усилитель 14 постоянного тока, выходы которого параллельно подключены к дополнительному резистору 8, а вход через вторую вторичную обмотку 15 подсоединен паралельно последовательно включенным дополнительному резистору 8 и первой вторичной обмотке 7 компенсирующего трансформатора 6, вторичные обмотки ? и 15 включены встречно.

Для нормальной работы необходимо защитить плечи моста, нуль-индикатор и источник постоянного тока от переменной составляющей, т.е. скомпенсировать рабочее переменное напряжение, поступающее на измеряемый резистор. Для этого напряжение источника переменного напряжения через компенсирующий трансформатор подается в плечо измеряемого резистора в противофазе — вторичная обмотка 7 включена последовательно с измеряемым резистором 1. Однако ввиду следующих факторов: неидентичности обмоток компенсирующего трансформатора 6, фазовых сдвигов и др.; протекания тока через конденсатор 10 и измеряемый резистор 1, работающий в динамическом режиме, возникает нескомпенсированная разность падений напряжений переменного тока, для устранения этого нескомпенсированная разность с последовательно включенных измеряемого резистора 1, вторичной обмотки 7 компенсирующего трансформатора 6 и дополнительного резистора 8 подается на вход усилителя 9,. в противофазе с выхода усилителя 9 подается на дополнительный резистор

8; при обеспечении большого коэффициента передачи усилителя 9 нескомпенсированная разность переменных напряжений становится исчезающе 1150558 малой, что обеспечивает нормальную работу моста по постоянному току»

Включение вторичной обмотки 7 компенсирующего трансформатора б и дополнительного резистора 8 в плечо 5 измеряемого резистора 1 приводит к необходимости дополнительных операций нри измерении: определения значения их сопротивления при данных, текущих, условиях по температуре; вычитания из текущего результата измерения, содержащего сумму активных сопротивлений измеряемого резистора 1, вторичной обмотки 7 компенсирующего трансформатора б и дополнительного резистора 8, результата первой операции; при этом снижается точность измерения ввиду снижения точности измерения разности двух величин относительно одной из них, а также при невозможности выполнения первой дополнительнои операции, например при испытаниях на надежность электрических машин, так как для этого необходимо эакоротить 25 измеряемое сопротивление, что невозможно.

Для устранения всех этих нежелательных явлений нужно компенсировать падение напряжения измерительнойН) постоянной составляющей на активном сопротивлении вторичной обмотки комненсирующего трансформатора и дополнительного резистора в рабочем режи"ме измерительного моста по постоянному току и динамическом режиме работы измеряемого сопротивления по переменному току, что достигается введением усилителя 14 постоянного тока, вход которого подключен парал- 40 лельно цепочке из последовательно включенных вторичной обмотки 7 компенсирующего трансформатора б и дополнительного резистора 8 через вторую вторичную обмотку 15 компенсирующего трансформатора. Так как вторичные обмотки 7 и 15 включены встречно, то происходит компенсация переменной составляющей, постоянная составляющая через усилитель 14 постоянного тока подается в противофазе на дополнительный резистор, при обеспечении значительного коэффициента передачи усилителя 14 полностью компенсируется падение напряжения на активной составляющей вторичной обмотки 7 компенсирующего трансформатора б и дополнительного резистора 8, вход усилителя 14 защищен от проникновения остаточной, нескомкенсированной переменной составляющей, выход ввиду малости переменной составляющей на дополнительном резисторе 8 защищать нецелесообразно.

Усилитель 9 защищен от постоянной составляющей из-за наличия на входе и выходе разделительных конденсаторов.

Измерение омического сопротивления кантролируемогo резистора при этом производится обычным способом, мост выдает непосредственно измеряемую величину.

Таким образом, применение данного моста позволит достичь поло>кительного эффекта, например, при обеспечении пооперационного контроля производства электрических машин, отработке технологии.

1150558

Составитель В. Семенчук

Редактор М. Дылын Техред С.Мигунова Корректор А. Обручар

Заказ 2136/34 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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