Трансформаторный мост для измерения взаимного импеданса

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для высокочастотного измерения взаимной индуктивности и является дополнительным к авт. св. № 1532880. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем проведения измерений второй составляющей взаимного импеданса (R или tg (5) по последовательной или параллельной схеме замещения. Цель достигается введением в устройство ключа 7, второй меры 8 емкости, второй меры 9 сопротивления и второй вторичной регулируемой обмотки 10 трансформатора напряжения с их связями. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 17/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1532880 (21) 4764577 /21 (22) 28.11.89 (46) 07.02.92, Бюл. М 5 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) М. Н. Сурду, А. А, Михаль и Н. Е. Иэволенская (53) 621.317.733(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1532880, кл. G 01 R 17/12, 1988, (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ВЗАИМНОГО ИМПЕДАНСА

{57) Изобретение относится к измерительной технике. может быть использовано

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения взаимного комплексного сопротивления между двумя магнитосвязанными обмотками пассивного четырехполюсника, может использоваться, как образцовое средство поверки магазинов взаимной индуктивности, а также в прецизионных устройствах для измерения неэлектрических величин при помощи соответствующих датчиков и является усовершенствованием изобретения по авт. св. М 1532880.

Известны компенсационно-мостовые устройства для измерения взаимной индуктивности, в которых уравновешивание напряжения, наводимого на вторичной обмотке катушки взаимной индуктивности, осуществляется при помощи меры однородной с измеряемой величиной.

Использование образцовой меры взаимной индуктивности для уравновешивания прибора ограничивает его диапазон и точность измерения, значительно усложняет

„„ „„1711085 А2 для высокочастотного измерения взаимной индуктивности и является дополнительным к авт. св. М 1532880. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей путем проведения измерений второй составляющей взаимного импеданса (R или

tg8) по последовательной или параллельной схеме замещения. Цель достигается введением в устройство ключа 7, второй меры 8 емкости, второй меры 9 сопротивления и второй вторичной регулируемой обмотки t0 трансформатора напряжения с их связями.

1 ил. автоматизацию процесса уравновешивания.

Известны также устройства для измерения взаимной индуктивности на основ<. четырехплечих мостов.

Недостатком этих устройств является низкая точность измерения, обусловленная влиянием параэитных проводимостей (емкостей), шунтирующих элементы измерительной цепи.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является трансформаторный мост, содержащий генератор напряжения (CH), трансформатор напряжения (ТН), первичная обмотка которого подключена к ГН, вторичная нерегулируемая обмотка ТН вЂ” к входу преобразователя напряжения s ток (ПНТ), вторичная регулируемая обмотка ТН через меру емкости С вЂ” к входу детектора 8 равновесия (ДР), катушку взаимной индуктивности {M), первичная обмотка которой подключена к выходу ПНТ, а вторичная обмотка через последовательно соединенные повторитель напряжения (ПН) 1711085 и меру сопротивления(В) подключена к вхо- импеданса (R или tg д), а также взаимного ду ДР, импеданса по последовательной или паралИзвестное устройство работает следую- лельной схеме замещения. щим образом. Напряжение ГН (Uo) транс- Поставленная цель достигается тем. что формируется в обмотку TH 2 и 5 трансформаторный мост для измерения прикладывается к входу ПНТ. Если коэффи- взаимного импеданса снабжен ключом. втоциент передачи ПНТ равен К, то в первич- рой мерой емкости, второй мерой сопротивной обмотке катушки взаимной ления и втОРОй вторичной регулируемой индуктивнасти протекает ток обмоткой трансформатора напряжения, m4 10 первый вывод которой соединен с подвижI1- Uo — K. (1) ным контактом ключа, а второй вывод — с

Известно, что магнитосвяэанный четы- общей шиной, при этом первый неподвижрехполюсник описывается системой урав- ный контакт ключа через вторую меру емко. нения в Z параметрах сти соединен с вторым входом

Ф - I1Z1+ 1г) иМ; (2) $5 преобразователя напряжения в ток, второй неподвижный контакт ключа через меру соОднако вторичная обмотка катушки, противления соединен с входом детектора (благодаря ПН с большим входным сопро- равновесия. тивлением, находится в режиме холостого На чертеже представлена схема иэмехода т,е. 1г - О. Следовательно, напряжение 20 рительной цепи заявляемого моста.

Ог во вторичной обмотке катушки определя- Трансформаторный мост содержит ГН ется, как 1, ТН 2, первичная обмотка 3 которого подг= 1)м (3) ключена к ГН, вторичная нерегулируемая

ПосколькуПНТявляетсяисточникомто- обмотка 4 ТН вЂ” к входу ПНТ5, а вторичная ка, управляемым напряжением, и ток I не 25 регулируемая обмотка 6 ТН подключается зависит от импеданса первичной обмотки поочередно с помощью ключа 7 либо к о—

2 катушки, то иа уравнений (2) и (3) следует раацовой мере 8 емкости, которве подклшm ша(m4 ш чена между инверсным входом усилителя

02 = Uo

ПНТ и образцовым резистором, соединенЦ а т протека„ие 30 нымпоследовательнособмоткой4ТН,либо

Напряжение Ог вызывает протекание

; тока объекта 1 через меру Rо, который при через образцовую меру 9 сопротивления к помощи ДР сравнивается с током обраэцо- вхоДУ ДетектОРа 15 РавновесиЯ, тРетьи вторичная регулируемая обмотка 10 ТН через вого плеча !о

m1 меру 11 емкости подключена к входу детек(о = Uo — ) О Со 35 тора 15 равновесия, катушку 12 взаимной тз индуктивности М, первичная обмотка котоРе у ру

Рег ли я число витков обмотки, достирой подключена к выходу ПНТ, а вторичная гают равенство токов ix и !о, из которого обмотка через последовательно соединенследует ные ПН 13 и меру 14 сопротивления подклюМ=—

m6 Co Ro

m4 K 40 чена к входу ДР, Рассмотрим работу моста при двух поТаким образом, при равновесии измеложениях ключа.

РительнойЦепипочислУвитко Обмоткищб 1 Неподвижный контакт ключа 7 подоп е еляют численное значение взаимной ключен к образцовой мере 9 сопротивления, индуктивности М, 45 В этом случае происходит измерение M u R нако и и помощи известного моста по последовательной схеме замещения. можно измерять только одну составляющую

Напряжения взаимного импеданса. В то же время реа ные объекты измерен Я характеризУютсЯ ПНТ 5 фф и П но о спи ания мо ел об о 50 Равен К, то в первичной обмотке катУшки в мя составляющими. Часто для более точвэаимной индуктивности протекает ток 13 ного описания модели объекта измерения потребителю необходимо измерять его параметры как по последовательной, так и по п14 параллельной схемам замещения. I>-Uo K.

ПЦ

Таким образом, недостатком известного моста являются его ограниченные ункИсходя иэ 2 и 3, напряжение 0г во циональные воэможности. индуктивности определяется, как цель изобретения — расширение функU =I Zb, циональных возможностей моста путем,изз, мерения второй составляющей взаимного где2Ьэ=)иМ+ R

1711085

Напряжение Uz вызывает протекание тока объекта 1х через меру Ro, который при помощи ДР сравнивается с током образцовых ветвей

1o= Uo — j e С1+ 0о д — — °

miO 1 m6 з Йг пз

Уравнение равновесия для данной схемы примет вид

0о m4ZЬз 0о m6+О m®)й)С)

Rp ms Rz пауз 013

После разделения вещественной и мнимой частей получим у 10 С1В„R - m6 (4)

m4 К п14к Rz

2. Неподвижный контакт ключа 7 подключен через образцовую меру 8 емкость между инверсным входом усилителя и образцовой мерой.

В этом случае происходит измерение М и tg д по параллельной схеме замещения.

Напряжение ГН трансформируется в обмотку 4 TH 2 и прикладывается к входу

ПНТ 5. Если коэффициент передачи ПНТ равен К, то в первичной обмотке катушки взаимной индуктивности протекает ток t>

Uo m4 Uo

11 = — — + — J й) С2 ш6

R тз Rmg

Учитывая (2) и (3) можно сделать вывод, что

02 =. К (m4 - )ш С2п 6), UoZ Ьз яm3К где2 Ьз»; tg О =

1+jtg R

Напряжение Uz вызывает протекание тока объекта 1» через меру Ro, который при помощи детектора равновесия сравнивается с током образцового плеча 1о

Iî= Uo j вС1, гпз

Уравнение равновесия для данной схемы примет вид

Uo П 4 П6 2Ьз

5 (— — +0о — ) ИС2)

R тз тз Ro ю вз

После разделения вещественной и мнимой частей получим

Исходя из (4) и (5), можно сделать вывод, что применение изобретения позволяет проводить измерение второй составляющей

15 взаимного импеданса (R или tg д) по последовательной или параллельной схеме замещения, что соответственно расширяет функциональные воэможности моста.

Формула изобретения

Трансформаторный мост для измерения, взаимного импеданса по авт. св.

%1532880, отличающийся тем,что,c

25 целью расширения функциональных возможностей путем измерения второй составляющей взаимного импеданса, в него введены ключ, вторая мера емкости, вторая мера соиротивления и вторая вторичная регулируемая обмотка трансформатора напряжения, первый вывод которой соединен с подвижным KQHTGKTgM ключа, а второй вывод — с общей шиной, при этом первый неподвижный контакт ключа через вторую

35 меру емкости соединен с вторым входом. преобразователя напряжения в ток, второй неподвижный контакт ключа через меру сопротивления соединен с входом детектора равновесия.

1711085

Составитель M. Сурду

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор И, Муска

Редактор В. Данко

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

Заказ 336 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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