Мера взаимной индуктивности

 

Изобретение относится к области электроизмерительной те.хники и может быть использовано в измерительных цепях переменного тока. Цель изобретения - повьипение точности воспроизведения малых и сверх .малых значений взаимной индуктивности. Мера взаимной индуктивности включает первичный контур в виде отрезка коаксиальной линии, составленного из стержня 1 и тонкостенной резистивной трубы 2, раз ощенной для увеличения жесткости на и:«)лирующем каркасе 3. Коаксиально с тонкостенной резистивной трубой 2 размещен дополнительный трубчатый проводник 7. электрически соединенный с последней. К свободным концам коаксиальной системы, образованной дополнительным тру-б-чатым проводником 7 и тонкостенной резистивной трубой 2, подсоединен резистор 8. Короткозамкнутый отрезок внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9, образующий вторичный контур, размещен между тонкостенной резистивной трубой 2 и стенками дополнител (зного трубчатого проводника 7 коаксиально с последними. Коаксиальный кабель 10 образует выводы вторичного кон тура, а зажимы 5 и 6 являются выводами первичного контура. Предлагаемая 5ера (Л позволяет воспроизводить практически любые малые значения взаимной индуктивности . 2 з.п. ф-ль, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

t -"с

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3836329/07 (22) 30.12.84 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (71) Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (72) А. A. Гербер и Н, A. Костыл H

Авторское свидетельство СССР № 347819, кл. Н 01 F 17/00, 1970. (54) МЕРА ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в измерительных цепях переменного тока. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения малых и сверхмалых значений взаимной индуктивности. Мера взаимной инду ктивности включает первичный контур в виде отрезка коаксиа Ihной линии, составленного из стержня 1 и

„„SU„„1272362 (gp 4 H 01 F 17/00, б 01 К 27/26 тонкостенной резистивной трубы 2, размгщенной для увеличения жесткости на изолирующем каркасе 3. Коаксиально с то, ко стенной резистивной трубой 2 разме;цен 10полнительный трубчатый проводник 7, электрически соединенный с последней. К свободным концам коаксиальной системы, образованной дополнительным трубчатым проводником 7 и тонкостенной резистивной трубой 2, подсоединен резистор 8. Короткозамкнутый отрезок внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9, образующий вторичный контур, размещен между тонкостенной резистивной трубой 2 и стенками дополнител)ного трубчатого проводника 7 коаксиально с последними. Коаксиальный кабель 10 образует выводы вторичного контура, а зажимы 5 и 6 являются выводами первичного контура. Предлагаемая мспа позволяет воспроизводить практически . обые малые значения взаимной индуктивности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1272362

50 (3) OTKvga

) г 2-(rf R I+ Р

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быпгb использовано в измерительных цепях переменного тока или как самостоятельное устройство.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения малых и сверхмалых значений заимной индуктивности.

На фиг. 1 и 2 показаны варианты конструкции меры взаимной индуктивности; на фиг. 3 — схема, иллюстрирующая рас- 10 пределение токов B проводниках первичного контура меры, выполне1<ной в соответствии с фиг. 1 и 2.

Мера взаимной индуктивности (фиг. 1) включает в себя первичный контур в виде

15 отрезка коаксиальнои линии, составленного из проводника 1, выполненного в виде стержня, и тонкостенной резистивной трубы 2, размещенной для увеличения жесткости на изолирующем каркасе 3, контактный узел 4 и зажимы 5 и 6, служащие выводами первичного контура меры взаимной индуктивности. Коаксиально тонкостенной резистив ной трубе 2 размещен дополнительный труб(атый проводник 7, электрически соединенный с последней. К свободным концам коаксиальной системы, образованной дополнительным трубчатым проводником 7 и тонкостенной резистивной трубой 2, подсоединен резистор 8. Короткозамкнутый отрезок внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9, образук1(ций вторичный контур, рязм n(åí межа. .0нкосте(шой резистивной трубой 2 и ОТ< нками дополнительного труб i;f 0 0 nроводiIHKH 7 к0яксиа lhll0 noc, fe,(ним. Кояксиальный кабель 10, внутренний и в H Innèé проводники которого подсоединены к разомкнутым концам внутреннего и Hff(.IIIIIE! проводников короткозамкнутого отрезка внутренней тонкостенной линии 9, образует выводы вторичного контура меры взаимно(!1 индуктllHIIO(. 1н.

Второй !а Ip!I;I«1 .Ip(. !af асмой меры взаН31 f10!I 111(дх ктн ни ос г11 (()I!I! . 2 ) BK, f0 I fo f первичный контур, отрезок короткозамкнутои коаксиальнои линии которого составлен из проводника 1, выполненного трубчатым, и тонкостенной резистивной трубы 2, размещенной для увеличения жесткости на изолиру(ощем 1<аркасе 3, контактный узел 4 и зажимы 5 и 6, служащие выводами первичного контура меры взаимной индуктивности. Коаксиально тонкостенной резистивной трубе 2 размещен дополнительный, выполненный в виде стержня, проводник 7, соединенный с тонкостенной резистивной трубой 2.

К свободным концам конаксияльной системы; образованной дополнительным цилиндрическим проводником 7 и тонкостенной резистивной трубой 2, подсоединен резистор 8.

Короткозамкнутый отрезок внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9 размещен между тонкостенной резистивной трубой 2 и дополнительным сплошным цилиндрическим проводником 7 коаксиально последним.

Коаксиальный кабель 10, внутренний и внешний проводники которого подсоединены к разомкнутым концам внутреннего и внешнего проводников короткозамкнутого отрезка внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9, образует выводы вторичного контура меры взаимной индуктивности.

Если ток, текущий по тонкостенной резистивной трубе 2, равен по величине току, текущему по стержню 1 (фиг. 1, п0следнее выполняется при отключенном сопротивлении), то меньн1ее магнитное поле такой системы равно нулю, соответственно равен нулю и магнитный поток, пронизывающий продольное сечение короткозамкнутого отрезка тонкостенной коаксиальной линии 9, а это значит, что взаимная индуктивность между первичным контуром, образованным стержнем 1 и тонкостенной резистивной трубой 2, и вторичным контуром, образованным короткозамкнутым отрезком тонкостенной коаксиа IhnoH линии 9. нри этом равна нулю. При подключении резистора 8 равенство токов в стержне 1 и тонкостенной резистивной трубе 2 нарушается и на основании закона полного тока снаружи коаксиальной линии, оорязующей первичный контур мер, появляется магнитное поле, оппсделяемос выражением где7 — ток в стержне 1: — ToK в тонкостенной резистивной тг>убе 2:

r --:(аименьшее расстояние от OOH стержня 1 до точки, в которой определяется няпряженнос гь,;ягнитно!0 поля, Для определения разног(и т<гков 71 !f .( можно воспользоваться схемой, приведенной

lid фиг. 3, которая илл1острирует распределение токов в провод:(иках 1(ерви;1(огo контура меры. На фиг. 3 Р, — сопротивление резистора 8 (фиг. 1 и 2); R » — сопротивление участка тонкостенной резистивной трубы 2, шунтируемой резистором 8 (фиг. 1 и 2); У1 --- -ок в цепи резистора 8 (фиг. 1 и 2).

Для рассматриваемой cxL"ìû справедливы уравнения у.рг= — ;;р(; V,= у, ) у, (2) из которых непосредствен:10 следует, что

Я:, Яг, 71 — 7 = — ((1- - )= — 7 ),4) р1+ рг R l =, р или с учетом выражения (!, получаюT! 272362 (11 =u(((f//drdl, (6) г,а

23Я(+/ 2) . (7) 230/? (+ й2) 25 „г (1(/1 . С ./ (2.-3 A (+ У2) Формула изобретения (3

//-=-=-=-22(г

110) Принимая для простоты толщину стенок короткозамкнутого отрезка тонкостенной коаксиальной линии 9, образующей вторичный контур меры. пренебрежимо малыми по сравнению с его линейными размерами, определяют магнитный поток, пронизывающий продольное сечение упомянутой линии, где r(H r — соответственно радиусы внутрен него и внешнего проводников короткозамкнутого отрезка тонкостенной коаксиальной линии 9

/ длина кîpoTêоз3мкнутогÎ отрез ка тонкостенной коаксиальной линии 9.

Подставг(яя (5) в выражение (б), получают н по ОпрсдслГ(- ик! Взаимной индъктивности им еют

Ана,lo; H (((0 .i,,(H BTO(10! 0 33;!Нанта 3!ePB!, когда резист(0 8 (фнг. 2) Отключен магнитный поток, пронизываюп(ий продольное сечение короткозамкнутor î отрезка тонкостепной коакс",альной линии 9, и, следователь (0. взаимная индуктивность между nepBичным контуром, обр3зованным внешHH÷ трмбчатым !ров<1д(н1(ком 1 и внутреннеи ТоН костенной резистивной трубой 2, и вторич1(ым ко((туро 1, ооразованны(короткозамкнутым Отрезко."; внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9. при этом равна Hvлю. При подкгпочепии резистора 8 в дополнительном сплошном илиндрическом поо- 40

I воднике 7 появляется ток для определения которого i!асс мат,. иваloт cхем) распределения токов на фиг. 3, для которой справедливы cooTHO(пс !(я,2), Hз котoph(x следует, что

М=./, . (9)

Р(+Р2

Следует иметь ввиду, что для второго варианта меры (фиг. 2) 7(в выражениях (2) — — ток во внешнем трубчатом проводнике 1.

В свою очередь. ток,(,! н области. ограНИЗМЕННОЙ,:(ОПОЛНИТЕЛЬНB!;,! СПЛО(((НЫ,1 ЦИЛИНЛ; рическнм (ipopодником 7 и внугренней To!iкостен(!Ой осaHcTHP Hой Tр;бой 2, вызывает

М 3 ГifHTI!OР 1!ОЛЕ, На ПРЯЖЕ((НОСТЬ КОТОООГО ОП(р Р 1 е. 51 е т с я ы р:! 2к е i! и е м где т — наименьшее значение от оси сплошного цилиндрического проводника 7 до точки, в которой определяется напряженность магнитного поля.

Подставляя (9) в выражение (10). получают

Вг.

Π— У(, (11!

Таким образом, сравнивая выражения (I1) и (5), можно, не де;(ая дальней(них выкладок, утверждать, что и в этом случае величина взаимной индуктивности между первичным и вторичным контуром определяется выражением (8).

Как следует из сравнения выражений, определяющих значение взаимной индуктив. ности предлагаемой меры (8), с соответствующим выражением для известной меры, взаимная индуктивность предлагаемой меры в раз меньше взаимнои индуктивRz

Р(+Р2 ности известной меры при условии равенства геометрических размеров отрезков коаксиальных линий, образующих вторичный контур. В частности, если используемая тонкостенная резистивная труба имеет сопротивление Я2 порядка 0,1 в 1,0 м, а сопротивление резистора 8 R(выбрать равным 10—

10 Ом, то, используя предлагаемую конструкцию, можно изготовить мерь(взаимной индуктивности с номинальными значениями меньшим11. чем у существующих мер в 10—

10 раз.

Выполнение первичного контура меры взаимной индуктивности в виде короткозамкнутой коаксиальной линии, один из проводников которой выполнен в виде тонкостенной резистивной трубы, наличие дополнительного проводника и резистора, их взаимное расположение и соединение выгодно отличает предлагаемую меру от известной, так как позволяет воспроизводить практически любые малые значения взаимной индуктивности, обеспечивая вместе с тем возможность точного определения ее действительного значения по геометрическим размерам, что увеличивает сферу применения меры и устраняет необходимость разработки ряда мер с номинальными значениями взаимной индуктивности, воспроизводимых предлагаемой мерой.

1. Мера взаимной индуктивности, содержащая первичный и вторичный контуры в виде отрезков коаксиальHûõ линий с выводами, отличающаяся тем, НТО, с целью повышения точности воспроизведения малых и сверхмалых значений взаимной индуктивности, она снабжена резистором и дополнительным проводником, один из проводни1272362

i !

1 !

Сос) ави)(лн Ф. L(ti!)K)iki(i

1i кре. И. !3(!)ес Корректор Л. 3)i)i()K();i)i) 1 ира.к 51,3 !o;(it it(иое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1)с.и) it: 1:. 11()ии

:3;kki;kз ),3.1) 49 ков первичного контура выполнен в виде тонкостенной резистивной трубы. 3онолн)31 «. I ьный IIP0130;I I! I(K Ра с I!0.10iK« l! но с тонкостенной резистивной трубой и зл«ктричсс ки со«динен с ней, образуя K()- . роткозаMкнутукз коаксиальну)О снстсчу, рсзистор подсоединен к коро! коз)!ч!(ну!О!! КоН (lIct.I I>II()It (tI("Г()I(, О ГI)(.3()K к())1 к(ll I,!1>II()lt .iit It -f310Ð!! lI() I () конт Р)! н!л 1)с), Ill(ll Kk)1)() I l»о:3;) 11 KIIIтыч н разч«)3(ен ч(н(ду т() I)Kit«сннои рсзисти вно)1 тр i 00!! и донол ннтс. ) ьHbl"!

Г11) 013()дi! I I K0(I ко а к«и (1.! ы10 с II It!(I ., 1 .Ч«1) fl II() II. 1, отл) и кающаяся тем, ! ГО,((нн ii!!1 reльный проводник выполнен тГ)чбчатым.

:1. Мера t10 и. 1, or )èk(àþùàÿñÿ тем, i!"),(о!!Олнитсл)н!ый проводник выпол)!ен

) 3 fill, I ((т (! ) ж н Г! .