Четырехзажимная трансформаторная мера комплексного сопротивления

 

Изобретение может быть использовано при построении образцовых мер емкостей больших номинальных значений или малых индуктивностей и активных сопротивлений. Цель - повышение точности компенсации погрешностей при расширении диапазона номинальных значений меры. Мера содержит трансформатор с п сердечниками, п первичными и п вторичными обмотками и п образцовых элементов комплексного сопротивления . Первые первичная и вторичная обмотки охватывают все сердечники. Каждые i-e первичные и вторичные обмотки охватывают п - (1-1) сердечников. Все первичные обмотки соединены последовательно и согласно и подключены к токовым зажимам меры. К выводам каждой из п вторичных обмоток подключен один образцовый элемент комплексного сопротивления. Отводы от части первой вторичной обмотки и от ее конца подключены к потенциальным зажимам меры. Мера дуальна относительно токовых и потенциальных зажимов, и эти зажимы можно поменять местами. Погрешности , обусловленные влиянием тока намагничивания , компенсируются применением дополнительных (п-1) сердечников с (2п-2) обмотками и (п-1) образцовых элементов. Влияние активного сопротивления вторичной обмотки компенсируется за счет автотрансформаторного подключения потенциальных зажимов меры к этой обмотке. 1 ил. у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I 1) (sx)s Н 01 F 40/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (АЭ

О (яЭ

О (л) (21) 4734301/09 (22) 05.09,89 (46) 07,06.92. Бюл. hL 21 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) B.Ï.Êàðïåíêo и С,В.Макаренко (53) 621.314,22.08 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1476543, кл, Н 01 F 40/14, 04.05.87. (54) ЧЕТЫРЕХЗАЖИМНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ МЕРА КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано при построении образцовых мер емкостей больших номинальных значений или малых индуктивностей и активных сопротивлений, Цель — повышение точности компенсации погрешностей при расширении диапазона номинальных значений меры. Мера содержит трансформатор с и сердечниками, и первичными и п вторичными обмотками и и образцовых элементов комплексного соИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении образцовых мер и магазинов емкостей больших номинальных значений, а также индуктивностей и активных сопротивлений малых номинальных значений.

Цель изобретения — повышение точности компенсации погрешностей при расширении диапазона номинальных значений меры.

На чертеже приведена принципиальная схема четырехзажимной трансформаторной меры комплексного сопротивления. противления. Первые первичная и вторичная обмотки охватывают все сердечники.

Каждые i-e первичные и вторичные обмотки охватывают n — (1-1) сердечников. Все первичные обмотки соединены последовательно и согласно и подключены к токовым зажимам меры. К выводам каждой из и вторичных обмоток подключен один образцовый элемент комплексного сопротивления.

Отводы от части первой вторичной обмотки и от ее конца подключены к потенциальным зажимам меры. Мера дуальна относительно токовых и потенциальных зажимов, и эти зажимы можно поменять местами, Погрешности, обусловленные влиянием тока намагничивания, компенсируются применением дополнительных (n — 1) сердечников с (2п-2) обмотками и (и — 1) образцовых элементов.

Влияние активного сопротивления вторичной обмотки компенсируется за счет автотрансформаторного подключения потенциальных зажимов меры к этой обмотке. 1 ил.

Четырехзажимная трансформаторная мера комплексного сопротивления содержит п-стержневой трансформатор с сердечниками 1 — 1, 1 — 2, 1-3...„1 — i, ..., 1 — п, обмотками 2 — 1, 2 — 2, 2 — 3, ..., 2 — l, ..., 2 — и; 3 — 1, 3 — 2, 3 — 3, ..., 3 — i, ..., 3 — и и 4, а также образцовые элементы комплексных сопротивлений

5 — 1, 5 — 2, 5 — 3, .„, 5 — 1...„5-и. Обмотки 2 — 1, 3 — 1 и 4 выполнены на и сердечниках, обмотки 2 — i, 3 — i выполнены на (и-(i — 1)) сердечниках, обмотки 2 — п, 3-и выполнены на одном сердечнике трансформатора. Выводы обмоток 3 — 1, 3 — 2, .„, 3 — п подключены соответст1739393

Z; »> >п>з

m) венно к зажимам образцовых элементов 5—

1,5 — 2, ...,5 — n, Обмотки 2 — 1,2 — 2, ...,2 — n соединены последовательно и согласно между собой и вся цепочка обмоток подключена к токовым зажимам АВ меры, Обмотка

4 представляет собой часть обмотки 3 — 1 и подключена к потенциальным зажимам CD меры.

Трансформаторная мера работает следующим образом.

Фактически рассматриваемый и-стержневой трансформатор представляет собой систему, состоящую из и трансформаторов.

Основной трансформатор, обеспечивающий преобразование комплексного сопротивлейия элемента 5-1, содержит сердечник 1 — 1 и обмотки 2 — 1, 3 — 1 и 4, Если не учитывать погрешностей формирования, преобразование комплексного сопротивления осуществляется следующим образом.

При подключении устройства к измерительной цепи осуществляется двойное преобразование энергетических величин; преобразование тока из обмотки 2 — 1 в обмотку 3 — 1 (в результате чего формируется напряжение на элементе 5 — 1 и на обмотке

3 — 1) и преобразование напряжения из обмотки 3 — 1 в обмотку 4, В результате эквивалентное сопротивление трансформаторной меры, определяемое отношением напряжения на потенциальных зажимах CD к току, протекающему в токовой цепи меры между зажимами АВ, составляет где Z< — сопротивление образцового элемента 5-1;

m1, п г, гпз — числа витков в обмотках

2 — 1, 3 — 1 и 4 соответственно, В реальной трансформаторной мере преобразование комплексного сопротивления осуществляется с некоторой погрешностью, обусловленной наличием тока наагничивания, протекающего в обмотке 2 — 1, и наличием активного сопротивления вторичной обмотки 3—

1, Наличие тока намагничивания нарушает пропорциональность меЖду токами в первичной 2 — 1 и вторичной 3 — 1 обмотках, за счет чего возникает погрешность преобразования токов, а падение напряжения на сопротивлении вторичной обмотки 3 — 1 нарушает пропорциональность между напряжением на элементе

5 — 1 и ЭДС обмотки 3 — 1, за счет чего возникает погрешность преобразования напряжений, 5

Ком пенса ция погреш ности, обусловленной влиянием активного сопротивления вторичной обмотки, обеспечивается за счет наличия автотрансформаторной связи между обмотками 3 — 1 и 4 и общего для этих обмоток активного сопротивления обмотки 4.

Падение напряжения на активном сопротивлении обмотки 4 от протекающего по нему разностного (первичного и вторичного) тока последовательно с ЭДС обмотки 4 подается на потенциальные зажимы CD-меры и компенсирует упомянутую погрешность.

Для компенсации погрешности, обусловленной влиянием тока намагничивания, используются обмотки 2 — 2, 2 — 3, ..., 2 — n u

3 — 2, 3 — 3, ..., 3 — n, сердечники 1 — 2, 1 — 3, ..., 1 — n

>л образцовые элементы 5-2, 5 — 3, ..., 5-п.

Осуществляется эта коррекция следующим образом.

Вследствие непропорциональности токов в обмотках 2-1 и 3 — 1 в обмотке 3 — 2 наводится корректирующий ток, пропорциональны 1 иих х ррааззннооссттии, а ЭДС обмотки 3 — 2 трансформируется в обмотку 4 и компенсирует рассматриваемую погрешность. Однако между токами обмоток 2 — 2 и 3 — 2 также нет пропорциональности из-эа влияния тока намагничивания сердечника 1 — 2, протекающего по обмотке 2 — 2, вследствие чего в обмотке 3 — 3 наводится соответствующий корректирующий ток и создается соответствующее напряжение на элементе 5-2 и ЭДС на обмотке 3 — 3, трансформируемая в обмотку 4и т.д, При выполнении устройства на двух сердечниках корректируются погрешности второго порядка малости, при трех сердечниках — погрешности первого порядка малости, и т;д, — при и сердечниках корректируются погрешности (n — 1) порядка малости.

При перемене местами токовых и потенциальных зажимов трансформаторной меры точность формирования эквивалентного сопротивления не изменяется.

Регулирование эквивалентного сопротивления в предлагаемой мере может осуществляться коммутацией витков в обмотке

4, одновременной коммутацией витков в обмотках 2 — 1, 2 — 2...„2 — и и регулированием комплексных сопротивлений элементов 51, 5-2, „., 5-п. Использование изобретения позволяет строить трансформаторные меры емкостей больших значений, меры индуктивностей и активных сопротивлений малых значений с высокими метрологическими характеристиками.

Формула изобретения

Четырехзажимная трансформаторная мера комплексного сопротивления, содер1739393

Составитель В.Карпенко

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Н.Яцолг

Заказ 2005 Тираж 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 жащая и, где п 2, образцовых элементов комплексного сопротивления, трансформатор с и сердечниками, первой первичной и и вторичными обмотками, каждая из которых подключена к соответствующему образцовому элементу комплексного сопротивления, первая первичная и первая вторичная обмотки расположены на псердечниках,,при этом первый вывод первичной обмотки подключен к одному из двух токовых зажимов четырехзажимной трансформаторной меры комплексного сопротивления, которая имеет и два потенциальных зажима, причем !-е вторичные обмотки расположены на (n-(! — 1)) сердечниках (где i = 1, 2, ..., n), отличающаяся тем, что, с целью повышения точности компенсации погрешностей при расширении диапазона номинальных значений меры, введены п-1 первичные обмотки, при этом первичные

5 обмотки включены последовательно и согласно, другой вывод и-й первичной обмотки подключен к соответствующему токовому зажиму, а !-е первичные обмотки расположены на (и-(! — 1)) сердечниках, причем отводы

10 первой вторичной обмотки подключены к соответствующим потенциальным зажимам четырехзажимной трансформаторной меры комплексного сопротивления.