Трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений

 

Изобретение относится к электро-, измерительной технике. Устройство содержит задатчик 1 кодов, сумматор 5, источник 10 питания, включающий задающий генератор 11, управляемый делитель 12 напряжения и усилитель 13 мощности, трансформатор 9 с первичной 14 и вторичными 8 и 15 обмотками, преобразователь 16 переменного напряжения в постоянное, дифференциальный усилитель 17, цифроаналоговый преобразователь 20 с кодовьми входами 21-23 и с сигнальными входом 24 и выходом 25, источник 26 опорного напряжения, токозадающий образцовый резистор 27, объект 28 измерения, повторитель 29 напряжения, вспомогательный образцовый резистор 30, первичные обмотки 31 и 33 компаратора 32 токов и его выходную обмотку 34, образцовую меру 35, детектор 36 равновесия и блок 37 анализа. В качестве источника 10 питания может быть использован генератор синусоидального напряжения. 1 ил. (Л с I. 5Z ю ел О 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, - Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

°:lt

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3787780/24-21 (22) 20.07.84 (46) 28.02.86. Бюл. У 8 (72) P.Ä.Òó÷èí (53) 621.317.733(088.8) (56) Эпштейн С.Л, и др. Справочник по измерительным приборам для радиодеталей. Л.: Энергия, 1980, с. 190.

Авторское свидетельство СССР

У 468162, кл. С 01 R 17/10, 1972. (54) ТРАНСФОРМАТОР(ЬЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство содержит задатчик 1 кодов, сумматор 5, источник 10 питания, включающий задающий генератор 11, управляемый делитель 12 напряжения и усили„„SU„„1215033 А (5р 4 С 01 К 17/12 гель 13 мощности, трансформатор 9 с первичной 14 и вторичными 8 и 15 обмотками, преобразователь 16 переменного напряжения в постоянное, дифференциальный усилитель 17, цифроаналоговый преобразователь 20 с кодовыми входами 21-23 и с сигнальными входом 24 и выходом 25, источник 26 опорного напряжения, токозадающий образцовый резистор 27, объект 28 измерения, повторитель 29 напряжения, вспомогательный образцовый резистор 30, первичные обмотки 31 и 33 компаратора 32 токов и его выходную обмотку 34, образцовую меру 35, детектор 36 равновесич и блок 37 анализа. щ

О

В качестве источника 10 питания может быть использован генератор синусоидального напряжения. 1 ил. т

1215033

Изобретение относится к электроизмерительной технике и мажет быть использовано при построении мостов переменного тока или аналогичных устройств, предназначенных для измереЭ ния параметров комплексных сопротивлений, в частности параметров катушек индуктивности с ферритовыми магнитопроводами.

Цель изобретения — повышение точ- 10 кости измерения и надежности путем введения в структуру моста преобразователя переменного напряжения в постоянное, дифференциального усилителя, цифроаналогового преобразователя и 15 управляемого делителя, а также объединение их в систему для поддержания заданного уровня выходного напряжения питающего генератора, что позволяет выполнить каждую из обмоток 20 трансформатора напряжения и компаратора токов, изменением числа витков ., которых осуществляется регулировка измерительного тока, в виде одной декады, а также путем введения блока анализа и сумматора кодов, позволяющих изменять выходное напряжение питающего генератора в процессе регулировки измерительного тока оптимальным образом с точки зрения обеспечения постоянства чувствительности измерительной цепи.

На чертеже представлена структурная схема траснформаторного моста для измерения параметров комплексного сопротивления, Трансформаторный мост содержит задатчик 1 кодов с выходами 2, 3 и 4 первой, второй и третьей декад соответственно, сумматор 5 кодов с первым 6 и вторым 7 входами, вторичную обмотку 8 трансформатора 9 напряжения, источник 10 питания (генератор синусоидального напряжения), состоящий из задающего генератора 11, управляемого делителя 12 напряжения и усилителя 13 мощности, первичную 14 и вторичную 15 обмотки, трансформатора 9 напряжения, преобразователь 16 переменного напряжения в постоянное, дифференциальный усилитель 17 с первым 18 и вторым 19 входами, цифроаналоговый преобразователь 20 с кодовыми входами 21 — 23, сигнальным входом 24 и выходом 25, исто:ник 26 опорного напряжения, токозадающий образцовый резистор 27, объект 28 измерения, повторитель 29 напряжения, вспомогательный образцовый резистор 30, первичную обмотку 31 компаратора 32 токов, другую первичную 33 и выходную 34 обмотки, компаратор 32 токов, образцовую меру 35, детектор 36 равновесия и блок 37 анализа.

Устройство работает следующим образом.

Перед определением параметров измерительного объекта в мостовой цепи при помощи задатчика 1 кодов устанавливается необходимое значение измерительного тока 1„ „ . При этом выходной код первой декады задатчика 1 кодов, снимаемый с выхода 2, поступает на первый вход 6 сумматора 5 кодов, а с его выхода — на входы цепей управления коммутирующими элементами обмотки 8 трансформатора 9 напряжения. Благодаря этому число включенных витков обмотки 8 становится пропорциональным выходному коду первой декады задатчика 1 кодов.

При подключении источника 10 питания к первичной обмотке 14 трансформатора 9 напряжения на его вторичных обмотках 8 и 15 возникает е соответствующее напряжение. Переменное напряжение, снимаемое с обмотки 8 при помощи преобразователя 16, преобразуется в постоянное напряжение и подается на первый вход 18 дифференциального усилителя 17. На второй вход 19 этого усилителя по— дается постоянное напряжение, снимаемое с выхода 25 цифроаналогового преобразователя 20. На кодовые входы 21 22 и 23 цифроаналогового преобразователя 20 подаются выходные коды соответственно первой, второй и третьей декад задатчика 1 кодов, а на сигнальный вход 24 — постоянное напряжение источника 26 опорного напряжения.

Уровень напряжения источника 26 и номинальное выходное напряжение источника 10 питания, а также отношение витков вторичной 8 и первичной 14 обмоток трансформатора 9 выбраны такими, что при любом значении выходного кода старшей декады задатчика 1 кодов и нулевом значении выходного кода его остальных декад разность напряжений, поступающих на входы дифференциального уси- лителя 17, равна нулю. Если выход10

25

3 1 ные коды младших декад эадатчика 1кодов принимают значение, отличное от нуля, на выходе дифференциального усилителя 17 возникает усиленный сигнал, пропорциональный разности действующих на его входах напряжений. Этот сигнал, воздействуя на цепь управления делителя 12 напряжения, изменяют его коэффициент передачи, в результате чего выходное напряжение источника 10 питания увеличивается,, разность между напряжениями, подаваемыми на входы дифференциального усилителя 17, устраняется, а напряжение, действующее на включенных витках обмотки 8 трансформатора 9, становится пропорциональным выходному коду задатчика 1 кодов. Это напряжение подается на токозадающий образцовый резистор 27, в результате чего возникает измерительный ток I„>„, под действием которого на зажимах объекта 28 измерения появляется падение напряжения U q. Напряжение Ug посредством повторителя 29 подводится к вспомогательному образцовому резистору 30, в котором возникает ток I4. Этот ток при помощи обмотки 31 компаратора 32 токов создает магнитный поток, который сравнивается с магнитным потоком, возникающим при протекании через обмотку 33 компаратора 32 токов образцового тока I> создаваемого образцовой мерой 35, и напряжением, действующим на обмотке 15 трансформатора 9 напряжения. Результат сравнения магнитных потоков воспринимается выходной обмоткой 34 компаратора 32 токов и анализируется при помощи детектора 36 равновесия.

Последний вырабатывает сигналы управления, под действием которых изменяется число витков обмотки 15 трансформатора 9 напряжения, благодаря чему мост приходит в состояние равновесия.

При установке минимальных (меньше пяти) наборов на первой (старшей) декаде и максимальных (больше пяти) наборов на второй декаде задатчика 1 кодов напряжение на выходе источника 10 питания заметно иэменяется, что приводит к нежелательному изменению чувствительности измерительной цепи.

Для устранения этого явления в устройство введен блок 37 анализа.

215033 4

Он анализирует состояние первой и второй декад задатчика 1 кодов и работает так, что, если набор на первой декаде меньше пяти и на второй больше пяти, на выходе блока 37 появляется сигнал с уровнем логической единицы, который, поступая на второй вход сумма ора 5 кодов, увеличивает выходной код сумматора на единицу. Соответственно этому увеличивается и число включенных витков обмотки 8 трансформатора 9 напряжения, вследствие чего напряжение на выходе преобразователя 16 увеличивается и становится близким к выходному напряжению цифроаналогового преобразователя 20, Разность напряжений, поступающих на входы 18 и 19 дифференциального усилителя 17, уменьшается, и выходное напряжение источника 10 питания становится близким к своему номинальному значению.

Таким образом, предлагаемое техническое решение характеризуется простотой и позволяет обеспечить высокую точность установки и поддержание заданного значения измерительного тока.

Формула изобретения

1. Трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий источник питания, подключенный выходом к первичной обмотке трансформатора напряжения, подвижный контакт первой вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с первым выводом токозадающего образцового резистора, второй вывод которого соединен с первым зажимом для подключения объекта измерения и первым входом повторителя напряжения, второй вход которого соединен с вторым зажимом для подключения объекта измерения и с общей шиной, а выход повторителя напряжения соединен с первым выводом вспомогательного образцового резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом первой обмотки компаратора токов, подвижный контакт второй вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с первым выводом образцовой меры, второй вы55 вод которой соединен с подвижным контактом второй обмотки компарато.ра токов, вторые выводы первой и второй обмоток компаратора токов

1215033

Составитель В.Семенчук

Редактор А.Orap ТехредЖ.Кастелевич Корректор А. Зимокосов

Заказ 902/52 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 соединены с общей шиной, третья обмотка компаратора токов соединена с входами детектора равновесия, подвижные контакты первой вторичной обмотки трансформатора напряжения и второй обмотки компаратора токов соединены между собой, задатчик кодов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности, в него введены блок анализа, преобразователь переменного напряжения в постоянное, цифроаналоговый преобразователь, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель и сумматор кодов, один вход которого подсоединен к первому выходу задатчика кодов, а выход — к подвижным контактам коммутации, первый и второй входы блока анализа подсоединены к первому и второму выходам задатчика кодов соответственно, а выход — к другому входу сумматора кодов, вход преобразователя переменного напряжения в постоянное подсоединен к подвижному контакту первой вторичной обмотки трансформатора напряжения, первый вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй, третий и четвертый входы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика кодов, 10 первый вход дифференциального усилителя соединен с выходом преобразователя переменного напряжения в постоянное, второй вход — с выходом цифроаналогового преобразователя, а вы15 ход - с входом источника питания.

2. Трансформаторный мост по п. 1, отличающийся тем, что источник питания содержит управляемый

20 делитель напряжения, первый вход которого соединен с выходом задающего генератора, второй вход — с входом источника питания, а выход— с входом усилителя мощности, выход которого соединен с выходом источ,ника питания.