Трансформаторная мера полного сопротивления

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности преобразования импеданса при одновременном упрощении устройства . Трансформаторная мера полного сопротивления содержит два элемента 1 и 11 полного сопротивления и два трансформатора 2 и 6 с обмотками 3-5,7-10. В данном устройстве осуществляется формирование эквивалентного сопротивления. Однако влияние токов намагничивания приводит к появлению погрешности напряжения на обмотке 9, а следовательно к погрешности формирования эквивалентного сопротивления. Для компенсации погрешностей служат второй сердечник и обмотка 5 трансформатора 2. вспомогательный элемент 11 полного сопротивления, а также второй сердечник и обмотки В и 10 трансформатора 6. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 27/00, Н 03 Н 7/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 е (21) 4626047/09 (22) 26.12.88 (46) 07.04.91. Бюл. Рв 13 . (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В.П.Карпенко и С.В.Макаренко (53) 621.317.333 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1449930, кл. 6 01 и 27/00, 27.10,86. (54) ТРАНСФОРМАТОРНАЯ МЕРА ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения— повышение точности преобразования импеданса при одновременном упрощении устройства. Трансформаторная мера полного

„„Я „„1640656 А1 сопротивления содержит два элемента 1 и

11 полного сопротивления и два трансформатора 2 и 6 с обмотками 3 — 5, 7 — 10. В данном устройстве осуществляется формирование эквивалентного сопротивления.

Однако влияние токов намагничивания приводит к появлению погрешности напряжения на обмотке 9, а следовательно к погрешности формирования эквивалентного сопротивления. Для компенсации погрешностей служат второй сердечник и обмотка 5 трансформатора 2, вспомогательный элемент 11 полного сопротивления, а также второй сердечник и обмотки 8 и 10 трансформатора 6. 1 ил.

1640656

10 t5

25

40

55

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, при построении образцовых мер и магазинов емкости больших номинальных значений, а также мер и магазинов индуктивности и активного сопротивления малых номинальных значений, применяемых, например, для поверки точ- ности мостов переменного тока.

Целью изобретения является повыше-. ние точности преобразования импеданса при одновременном упрощении устройства.

На чертеже представлена структурная схема трансформаторной меры полного сопротивления.

Трансформаторная мера полного сопротивления содержит первый элемент 1 полного сопротивления, первый трансформатор 2 с обмотками 3-5, второй трансформатор 6 с обмотками 7 — 10, а также второй элемент 11 полного сопротивления. В трансформаторе 2 обмотки 3 и 4 выполнены на двух сердечниках, а обмотка 5 — на одном сердечнике. В трансформаторе 6 обмотки 7 и 9 выполнены на двух сердечниках, а обмотки

8 и 10 — на одном сердечнике. Выводы обмотки 3 являются токовыми выводами трансформаторной меры полного сопротивления. Выводы последовательно и согласно соединенных обмоток 9 и 10 являются потенциальными выводами трансформаторной меры полного сопротивления.

Трансформаторная мера полного сопротивленияя работает следующим образом.

Формирование эквивалентного сопротивления Еэ.

Для формирования Еэ в устройстве служат обмотки 3 и 4 и первый сердечник трансформатора 2, образцовый элемент 1, обмотки 7 и 9 и первый сердечник трансформатора 6, Трансформатор 2 работает в режиме, близком к режиму трансформаторного тока, поскольку его вторичные обмотки4 и 5 нагружены низкоомными элементами 1 и 11 соответственно. Йод действием напряжения, приложенного к токовым зажимам устройства, в цепи обмотки 3 формируется ток, который трансформируется в обмотку 4 и создает падение напряжения ча элементе 1. В связи с тем, что трансформаторная мера со стороны потенциальных зажимов не нагружена, трансформатор 6 работает практически в режиме холостого хода. Поэтому напряжение на обмотке 9, составляющее основную часть напряжения на потенциальных зажимах, оказывается пропорциональным полному сопротивлению элемента 1, а таюхе коэффициенту трансформации по напряжению трансформатора 6. Так как эквивалентное сопротивление меры определяется отношением напряжения на потенциальных зажимах к току, протекающему в цепи обмотки 3, то и Z3 также оказывается пропорционально полному сопротивлению элемента 1 и коэффициентамтрансформации трансформаторов 2 и 6.

Из-за наличия тока намагничивания первого сердечника трансформатора 2, протекающего по обмотке 3, нарушается пропорциональность между токами обмоток 3 и

4. В результате напряжение на элементе 1 формируется с погрешностью. Кроме того, ток намагничивания первого сердечника трансформатора 6, протекающего в цепи обмотки 7, вызывает появление эффекта шунтирования элемента 1 обмоткой 7. Таким образом, влияние указанных токов намагничивания приводит к появлению погрешности формирования эквивалентного сопротивления устройства.

Компенсация указанных погрешностей.

Для компенсации погрешностей в устройстве служат второй сердечник и обмотка

5трансформатора 2,,вспомагательный элемент 11, второй сердечник и обмотки 8 и 10 трансформатора 6.

В обмотке 5 наводится ток, равный разности приведенного к вторичной цепи тока обмотки 3 и тока обмотки 4, т.е. примерно равный приведенному к вторичной цепи трансформатора 2 току намагничивания первого сеодечника трансформатора 2.

Этот ток формирует на элементе 11 напря- . жение, примерно равное уменьшению напряжения на элементе 1, вызванному влиянием тока намагничивания первого сердечника трансформатора 2. Во втором трансформаторе при одинаковых числах витков в обмотках 7 и 8 в цепи обмотки 8 протекает ток, равный току в обмотке 7, т.е, току намагничивания первого сердечника трансформатора 6. Этот ток увеличивает напряжение на элементе 11.

Таким образом, на элементе 11 формируется напряжение, учитывающее погрешности от влияния токов намагничивания сердечников обоих трансформаторов. Это напряжение трансформируется в обмотку

10, что приводит к увеличению напряжения на потенциальных зажимах устройства и компенсации погрешностей эквивалентного сопротивления, В общем случае обмотки 4, 5, 7 и 8 могут иметь произвольные числа витков и разные активные сопротивления..Также произвольными могут быть полные сопротивления элементов 1 и 11. Однако максимальная точность устройства достигается при условии, что

1640656

Составитель Л. Тимошина

Редактор И. Шулла Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 1016 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

IZol

Zo=2Zo); 84=285: Rg= 3

m4 = ms = лп = me; mo = ею. (1)

При этих условиях, а также при идентичных характеристиках сердечников эквивален- 5 тное сопротивление устройства составляет где m3, m4, m5, пп,ев, mg, m1o — число витков в обмотках 3, 4, 5 и 7 - 10 соответственно;

Zo,Zo> — полные сопротивления элементов 1 и 11 соответственно;

R4 — активное сопротивление обмотки 4, равное активному сопротивлению обмотки

7; .15

Rs- активное сопротивление обмотки 5, равное активному сопротивление обмотки

xs — индуктивное сопротивление обмотки 5, равное индуктивному сопротивлению обмотки 8.

При построении на основе предлагаемого устройства меры емкости или индукRg Zo тивности погрешность 6 представляет 25 х5 собой погрешность тангенса угла потерь, При этом в устройстве полностью исключается погрешность основного параметра (эквивалентной емкости или эквивалентной 30 индуктивности).

Эквивалентное сопротивление трансформаторной меры можно регулировать нри помощи коммутации витков в обмотке 3, совместной коммутацией витков в обмотках 9 и 35

10, а также совместным регулированием полых сопротивлений элементов 1 и 11.

Трансформаторную меру можно включить в измерительную цепь, поменяв местами токовые и потенциальные зажимы, 40 однако при этом точность измерений в приборе несколько изменяется, если сопротивление нагрузки на потенциальную цепь недостаточно велико, Возникает зто различие из-за несимметричности входных и выходных обмоток устройства, Использование изобретения позволяет существенно упростить схему и конструкцию устройства, снизить его стоимость и повысить точность преобразования.

Формул а изобретен ия

Трансформаторная мера полного сопротивления, содержащая первый и второй трансформаторы, в которых первые и вторые обмотки расположены на двух сердечниках, третья обмотка первого трансформатора третья и четвертая обмотки второго трансформатора расположены на вторых сердечниках, при этом начало первой обмотки первого трансформатора является первым токовым выводом трансформаторной меры полного сопротивления, потенциальным выводом которой является начало второй обмотки и конец соединенной последовательно и согласнос ней четвертой обмотки второго трансформатора, параллельно первой обмотке которого и второй обмотке первого трансформатора подключен первый образцовый элемент полного сопротивления, а параллельно третьей обмотке второго трансформатора подключен второй образцовый элемент полного сопротивления, отличающаяся тем, что; с .целью повышения точности преобразования импеданса при одновременном упрощении устройства, параллельно второму образцовому элементу полного сопротивления подключена третья обмотка первого трансформатора, конец первой обмотки «оторого является вторым токовым выводом трансформаторной меры полного сопротивления,