Трансформаторный мост для измерения малых сопротивлений

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров малых комплексных сопротивлений в целях переменного тока. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности, возникающей в ветви образцового сопротивления при сохранении линейной зависимости, и уменьшение трудозатрат путем замены набора образцовых мер сопротивления одним образцовым резистором. Цель достигается в результате введения регулируемого делителя 9 напряжения и согласующего трансформатора 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками. При этом вход делителя 9 напряжения подключен к началу обмотки 5, а выход соединен с началом обмотки 7 согласующего трансформатора, конец которой соединен с общей шиной. Конец обмотки 4 подключен к началу вторичной обмотки 8 согласующего трансформатора, конец которой соединен с первым входом усилителя тока. Введение новых узлов и связей позволяет устранить погрешность в ветви образцового сопротивления и повысить точность измерения в три раза. При сохранении линейности зависимости величины измеряемого параметра от результата измерения данное решение позволяет уменьшить также трудозатраты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51)5 (* 01 R 17 12

3И u8>934;": g

| -": >78 Ег.Г.. ;.:,.|)„.-.

i. г.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4473492/24-21 (22) 11.08.88 (46) 07.04.90. Бюл. |(- 13 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР (72) И.В.Немировский (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)Ф 291153, кл. G 01 R 17/12, 1969.

Авторское свидетельство СССР

В 1056060, кл. G 01 R 17/12, 1981. (54) ТРАНСФОРМАТОРНЪ|Й МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров малых комплексных сопротивлений в цепях переменного тока.. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности, возникающей в ветви образцового сопротивления при сохранении линейной зависи2 мости, и уменьшение трудозатрат путем замены набора образцовых мер сопротивления одним образцовым резистором.

Цель достигается в результате введения регулируемого делителя 9 напряжения и согласующего трансформатора 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками. При этом вход делителя 9 напряжения подключен к началу обмотки 5, а выход соединен с началом обмотки 7 согласующего трансформатора, конец ко- торой соединен с общей шиной. Конец обмотки 4 подключен к началу вторичной обмотки 8 согласующего трансформатора, конец которой соединен с первым входом усилителя тока. Введение новых узлов и связей позволяет устра- Э нить погрешность в ветви образцового сопротивления и повысить точность измерения в три раза. При сохранении линейности зависимости величины иэа меряемого параметра от результата измерения данное решение позволяет уменьшить также трудозатраты. 2 ил.

13 » М 6

15556?2

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров малых комплексных сопротивлений в цепях переменного тока.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешности, возникающей в ветви образцового сопротивления при . сохранении линейной зависимости, и

1 уменьшение трудозатрат за счет замены набора образцовых мер сопротивления одним образцовым резистором.

На фиг.. 1 представлена структурная 15 схема трансформаторного моста для. измерения малых сопротивлений; на фиг, 2 — структурная схема регулируемого делителя напряжения.

Трансформаторный мост (фиг. 1) со- 20 держит источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3 (w1).è вторичными первой обмоткой 4 (w2) и второй обмоткой 5 (ч3), согласующий трансформатор 6 с первич- 25 ной обмоткой 7 (ы5) и вторичной обмоткой 8 (т 4), регулируемыи делитель

9 напряжения, усилитель 10-тока, образцовую меру 11 (R ), измеряемый объект 12 (Г„) с первым зажимом 13 30 .и вторым зажимом 14, индуктивный компаратор 15 токов с первой входной обмоткой 16 (ъ 6), второй входной обмоткой 17 (w7) и выходной обмоткой 18 (w8), указатель 19 равновесия, При этом начало обмотки 4 соединено с первым зажимом 13 - меряемого объекта 12, второй зажим 14 соединен с началом первой входной обмотки 16 индуктивного компаратора 15 токов, конец которой соединен с общей шиной, концы обмотки 5 и второй входной обмотки 17 индуктивного компаратора 15 токов соединены с общей шиной, образцовая мера 11 подключена между началом об45 мотки 5 и началом обмотки 17, усилитель 10 тока выходом соединен с зажимом 13, а второй вход соединен с зажимом 14, указатель 19 равновесия со единен с выходной обмоткой 18 индуктивного компаратора 15, один конец которой и один вывод указателя 19 рав.новесия соединены с общей шиной, вход делителя 9 напряжения подключен к началу обмотки 5, а выход соединен с началом обмотки 7 согласующего транс55 фрриатора 6, конец которой соединен с общей шиной, конец обмотки 4 подключен к началу вторичной обмотки 8 (3) ° : w4 (U +U> ° N — ) w6

w5. U w7 (6)

Rx Ro

Отсюда находят выражение для изиеряемого сопротивления согласующего трансформатора, конец которой соединен с первым входом усилителя тока.

Трансформаторный мост. работает следующим образом.

Индуктивный компаратор 15 токов дает нулевое напряжение на выходе в том случае, если выполняется условие

I w6=I w7 (1)

Образцовый ток е о

I =--- (2) о о о где U> — напряжение на обмотке 5.

Усилитель 10 тока поддерживает на первом 13 и втором 14 зажимах измеряемого объекта 12 напряжение, равное потенциалу, который поступает на его первый вход. Этот потенциал складываФ ется из напряжений U на обмотке 4 и на обмотке 8 ° Напря; ение U неизменно по величине, à U изменяется в соответствии с коэффициентом деления регулируемого делителя 9 напряжения.

11ри этом обмотки 4 и 8 включены последовательно между выходом и первым входом усилителя 10 тока, следовательно, по обмотке 8 согласующего трансформатора 6 протекает только входной ток усилителя 10 тока, который пренебрежимо мал (10 -10 А), поэтому можно считать, что согласующий трансформатор работает на холостом ходу.

Это значит, что на его коэффициент трансформации не оказывают влияния паразитные межвитковые проводимости и собственное сопротивление обмоток.

Можно записать выражение для измерительного тока

П +U+

I к„

Напряжение U< можно записать в следующем виде:

U =U ° N.-w4

+ > w5 (4) где N — - коэффициент деления регулируеМого делителя 9 напряжения, который изменяется от О до 1 (фиг. 2).

Отсюда 4

U +U °вЂ” г з, г (5)

Rx

Подставляя (5) и (2) в (1) получают

1555672 ны набора (7) ния одним

Форму

Трансформаторный мост для измерения малых сопротивлений, содержащий источник питания, трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками, начало первой вторичной обмотки . которого соединено с первым зажимом для подключения измеряемого объекта, второй зажим для подключения измеряемогр объекта соединен с началом первой входной обмотки индуктивного компаратора токов, конец которой соединен с общей шиной, концы второй вторичной обмотки трансформатора напря-жения и второй входной обмотки индуктивного компаратора токов соединены с общей шиной, образцовую меру, подключенную между началом второй вторичной обмотки трансформатора напряжения и началом второй входной обмотки индуктивного компаратора токов, усилитель тока, выход которого соединен с первым зажимом для подключения измеряемого объекта, а первый вход соединен с вторым зажимом для подключения измеряемого объекта, указатель равновесия, соединенный с выходной обмоткой индуктивного компаратора токов, один конец которой и один вывод указателя равновесия соединены с общей шиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения трудозатрат, в него введены регулируемый делитель напряжения и согласующий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, причем вход делителя напряжения подключен к началу второй вторичной обмотки трансформатора напряжения, а выход соединен с началом первичной обмотки согласующего трансформатора, конец которой соединен с общей шиной, конец первой вторичной обмотки трансформатора напряжения подключен к началу вторичной обмотки согласующего. трансформатора, конец которой соединен с вторым входом усилителя тока.

25 Н .

30 (10) 35

Y <=U<. w6 Еь сопро12 коэф45

5

R î w6 (1 +Н

w4 ч5 х О. 7

Начало диапазона измерения сопро- . тивления К„..„„ устанавливается при

N=0-, Р шб U<

R (8)

Х мин U .w7

Из выражения (8) видно, что начало диапазона может выбираться с помощью комбинаций числа витков обмоток 16 (wá) и 17 (w7), напряжений U< и U и величины К, что дает широкие возможности их вариации. Конец диапазона измерения сопротивлений устанавливается при N=1:

3

w4 о о 2Зw5

" х макс ° (9)

U>. ы7

Из выражения (9) видно, что ширину диапазона измерения сопротивления R можно выбирать путем изменения отноw5 шения — согласующего трансформатоw4 ра 6.

Ири заданных значениях R,,U

w4-w7 выражение (7) может быть ставлено в виде

Ы К,+Ка

R = — — — -=N.Ê х

w5 где К =U —.—.

Э -4

К> Цзw7 °

Из выражения (10) видно, что тивление R„ измеряемого объекта связано линейной зависимостью с фициентом деления N.

Таким образом, предлагаемый мост по сравнению с известным позволяет увеличить точность измерения не менее чем в три раза, устанавливать диапазон измеряемых сопротивлений путем изменения отношения числа витков вспомогательного трансформатора, уменьшить трудозатраты за счет заме6 образцовых мер сопротивлеобразцовым резистором. ла изобретения

1555672

Составитель В,Семенчук

Техред М.Дидык; Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Бобкова

Заказ 554 Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101