Мост для измерения комплексных сопротивлений

 

l7426I

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Респубпик

Мг.,, l."

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12 Ч!.1964 (№ 905906!26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 21е, 29„

МПК С Olr

УДК 621.317.733.025 (088.8) Опубликовано 27.ЧШ.1965. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 20.Х.1965

Автор изобретения

Заявитель

Ф. Б. Гриневич

У

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

Академии наук СССР

МОСХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЙРОХИВЛЕНИИ

Подписная группа М 95

Известны мосты для измерения комплекс. ных сопротивлений, уравновешиваемые изменением числа витков обмоток трансформато. ра, образующих индуктивно связанные плечи, и содержащие источник питания, детектор равновесия, образцовые сопротивления и коммутирующие элементы.

Предлагаемый мост снабжен вспомогательными трансформаторами, число которых равно числу служащих для уравновешивания моста обмоток основного трансформатора, причем к началу каждой из упомянутых обмоток подсоединено начало вторичной обмотки соответственно одного из вспомогательных трансформаторов, концы вторичных обмоток всех вспомогательных трансформаторов соединены с землей и со средними точками бесконтактных ключей, посредством которых могут быть заземлены либо конец, либо начало соответствующей обмотки основного трансформатора, а первичные обмотки вспомогательных трансформаторов соединены последовательно и включены в плечо моста. В результате повышается быстродействие моста, так как становится возможным использовать для изменения числа витков обмоток бесконтактные ключи.

На фиг. 1 изображена последовательная тетрада моста; на фиг. 2 — мост со сравнением токов при уравновешивании по одному параметру; на фиг. 3 — мост со сравнейиеМ напряжений при уравновешивании также по одному параметру.

Ток 1, протекающий через сопротивление

Z<, протекает также через все последовательно соединенные первичные обмотки L, L, L и L4 вспомогательных трансформаторов 1, 2, 8 и 4. Вторичные обмотки L>, L>, L3, L4 вспомогательных трансформаторов подключены

>0 соответственно к обмоткам L ", L ", L3" и 1.4" основного трансформатора 5. Между обмотками Lg и Lg, Lg и L, L3 и L3 Lg u L ñóùåствует тесная индуктивная связь.

15 Посредством обмоток L>" — L4" производится на сердечнике трансформатора 5 сложение магнитных потоков от сердечников трансформаторов 1, 2, 8, 4, точнее сложение ампер-витков. Коммутация обмоток L< — L4

20 и L>>" — L4" производится ключами б, 7, 8 и 9, каждый из которых состоит из двух полупроводниковых триодов. Эмиттеры триодов заземлены, отпирающий ток базы выбирается таким, что триод в открытом состоянии про25 водит ток в обоих направлениях: эмиттер— коллектор и коллектор †эмитт. При небольших токах в обмотках тетрады это условие обеспечивается легко, а при необходимости коммутировать большие токи в обмотках три30 оды в ключах соединяются попарно-встречно, 174261

3 т. е. каждый ключ образуется из четырех триодов.

Когда все правые триоды ключей находятся в проводящем состоянии, а левые — в непроводящем, обмотки L> — L; и L>« — L4" попарно соединены. В этом случае токи I> —

l, протекающие по змкнутым контурам обмоток, создают в сердечнике трансформатора

5 магнитный поток Ф . При равновесии моста магнитный поток Ф компенсируется магнитным потоком Ф, создаваемым дополнительной обмоткой трансформатора 5 (на фиг. 1 не показана) . Следовательно результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора 5 будет равен нулю и обмотки L> — L4 будут работать в режиме короткого замыкания.

При этом результирующие потоки в сердечниках трансформаторов 1 — 4 будут порознь также равны нулю.

Поток Ф, в сердечнике трансформатора 5, создаваемый токами в обмотках Li — L4", будет равен п 1 n 3 n где n — число витков соответствующих обмоток, а — коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров сердечника трансформатора 5.

Если какой-либо из ключей тетрады переходит в такое состояние, при котором его правый триод закрывается, а левый открывается, то соответствующая обмотка L «отключается и в приведенной выше формуле одно из количеств витков n " — п," можно принять равным нулю. Если все ключи переходят в такое состояние, то Ф вЂ” — О. Если произведения — и«

П сделать пропорциональными весовым коэффициентам двоична-десятичного кода, например

1, 2, 4, 2, то соответствующей коммутацией ключей 6, 7, 8, 9 величину магнитного потока

Фд можно менять дискретно в пределах от О до 9, т. е. производить уравновешивание моста в двоично-десятичной системе исчисления.

При равновесии моста, независимо от того, в каком состоянии находятся ключи, напряжения на всех 12 обмотках тетрады равны нулю, а следовательно, тетрада может быть легко защищена от влияния паразитных емкостей.

Если магнитный поток Ф, который компенсирует магнитный поток Ф, пропорционален количеству витков m>, то уравнение равновесия моста (для одной тетрады):

15 г0

4

1, /n Ä п, «и., «n

@1+ п 2+ 3+ п 4)m2t

1, nq йа ns n где 1 — ток, создающий магнитный поток Ф, m> — число включенных в схему витков дополнительной обмотки 10 трансформатора 5 .

Уравнение равновесия, написанное для одной тетрады, распространяется и на многодекадный мост, Соотношение произведений витков — п«между соседними тетрадами должи но быть равно 1: 10.

Изображенные на фиг. 2 и 3 мосты построены из рассмотренных выше тетрад. Обе приведенные схемы пригодны для измерения только одного параметра комплексных сопротивлений. Для построения быстродействующего моста, обеспечивающего измерение двух параметров комплексных сопротивлений, следует применить двойной мост с тесной индуктивной связью, где уравновешивание по одному параметру, например по емкости, осуществляется по схеме сравнения токов, а уравновешивание по другому, например по тангенсу угла потерь, осущетвляется по схеме сравнения напряжений, т. е. комбинацию схем, представленных на фиг. 2 и 3.

Предмет изобретения

Мост для измерения комплексных сопротивлений, уравновешиваемый изменением числа витков обмоток трансформатора, образующих индуктивно связанные плечи, содержащий источник питания, детектор равновесия, образцовые сопротивления и коммутирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен вспомогательными трансформаторами, число которых равно числу служащих для уравновешивания моста обмоток основого трансформатора, причем к началу каждой из упомянутых обмоток подсоединено начало вторичной обмотки соответственно одного из вспомогательных трансформаторов, концы вторичных обмоток всех вспомогательных трансформаторов соединены с землей и со средними точками бесконтактных ключей, посредством которых могут быть заземлены либо конец, либо начало соответствующей обмотки основного трансформатора, а первичные обмотки вспомогательных трансформаторов соединены последовательно и включены в плечо моста.

Фаз 3

Составитель Л. П. Айрапетовй

Редактор И. Г. Карпас Техред Ю. В. Баранов Корректор Г. П. Зимний

Заказ 2860/5 Тираж 1625 Формат бум, 60)(90 /з Объем 0,3 изд. л, Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2