Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения

 

()?39420

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к asT. свид-ву(22) Заявлено 16.0 1.78 (21) 2570772/18-21 с присоединением заявки ¹ (23 ) П риври тет

Опубликовано 05.06.80. БюллетеньМ 21

Дата опубликования описания 10.06.80 (5()M. Кл.

G 01 R 17/12 тееударстееееые кемитет

СССР де делам езееретеиий и етермтий (53) УДК621 317, 733(088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. Б. Гриневич, Ю. В. Братусь и В, П. Карпенко

1((Институт электродинамики АН Украинской СС

1 (7!) Заявитель (54) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ ПО ПОСЛЕ.4ОВАТЕЛЬНОЙ СХЕМЕ

ЗАМЕШЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, которая занимается измерением параметров комплексных сопротивлений при помощи мостовых и компенсационных цепей переменного тока.

Известно устройство для измерения параметров комплексных сопротивлений, выполненное в виде трансформаторного моста, и содержащее источник питания, основной и, при необходимости, тангенс- ., ный трансформатор напряжения, причем одна из вторичных обмоток основного трансформатора напряжения выполнена с регулируемым числом витков и служит для отсчета тангенса угла потерь в изме-,5 ряемом обьекте, образцовые меры, при необходимости компаратор токов и указатель равновесия, снабженный двумя трансформаторами, первичная обмотка первого из которых подключена к регулируемой о обмотке основного трансформатора напряжения, уравновешивающего мост по тангенсу угла пстгерь, а вторичная обмотка этого трансформатора напряжения связана с регулируемой обмоткой основного трансформатора, первичная обмотка второго трансформатора дополнительной группы подключена к зажимам регулируемой вторичной обмотки первого трансформатора этой группы, а вторичная обмотка второго трансформатора включена в разрыв цепи последовательно со вторичной обмот- кой основного трансформатора напряжения или с первичной обмоткой тангенсного трансформатора в ветви питания измеряемого обьекта (1).

Важным признаком этого устройства является применение группы каскадно включенных трансформаторов, посредством которых обеспечиваются пересчет параметров комплексного сопротивления с параллельной на последовательную схему замещения и введение поправки, пропорциональной квадрату значения тангенса угла потерь в измеряемом обьекте.

Недостатком известного устройства является использование измерительной цепи с трансформаторной группой только дпя

73&420

3 пересчета значений параметров с паралдельной схемы замешения на последовательную посредством введения квадратичной поправки.

Целью изобретения является расширение: 5 функциональных воэможностей и пределов измерений устройства.

Это достигается тем, что в мост для измерения параметров комплексных

Сопротивлений по последовательной схе- 10 ме замешения, содержвший источник питания, к которому подключен основной трансформатор напряжения, компаратор токов, соединенный с указателем равновесия, образцовые меры, включенные 15 между обмотками основного трансформатора напряжения и компаратора токов, два дополнительных трансформатора напряжения, первичная обмотка первого

Из которых подключена к регулируемой 20 обмотке основного трансформатора напряжения, первичная обмотка второго дополнительного трансформатора напряжения соединена с регулируемой вторичной обмоткой первого дополнительного 25 трансформатора напряжения, введены один или группа каскадно включаемых дополни= тельных трансформаторов напряжения, а первый дополнительный трансформатор напряжения снабжен дополнительной вто- З0 ричной обмоткой, которая одним выводом соединена со вторым зажимом измеряемого объекта, причем первичная обмотка каждого последующего трансформатора напряжения из группы каскадно включае- З5 мых дополнительных трансформаторов напряжения соединена с регулируемой обмоткой предыдушего трансформатора напряжения, а дополнительные вторичные обмотки первых двух дополнительных трансформаторов напряжения соединены последовательно со вторичной обмоткой последнего дополнительного трансформатора напряжения и вторичной обмоткой основного трансформатора напряжения. 45

На чертеже показан вариант выполнеиия устройства, позволяюшего измерять величины с зависимостью третьего порядка от параметров датчика.

Устройство содержит генератор 1, 50 входной трансформатор напряжения 2 с

Обмегквми 3 6, дополнительные трансформаторы 7 с обмотками 8-11 с обмотками 12,13 образцовую меру 14, компаратор токов 15 с обмотками 16-18 и ука эатель равновесия 19.

Уравновешивание цепи происходит при сравнении ампервитков Обмоток 16 и 17 компаратора 15 до нулевого показания указателя 19.

При подаче напряжения на обмотку 3 трансформатора 2 в обмотках 4,5,6,9, 1З и 10 наводятся ЗДС, пропорциональс ные числам витков в этих обмоткахе

Числа витков в обмотках 5 и 9 одина-, ковы и регулируются связанно между собой при уравновешивании цепи по основному параметру датчика неэлектрической величины, включаемого в качестве измеряемого объекта 20. На датчик подается напряжение, равное сумме ЭДС обмоток

6,13,10, причем ЭйС обмотки 6 не регулируется, ЭДС обмотки 10 пропорциональна числу витков в обмотке 5, а

ЭДС обмотки 13 пропорциональна произведению чисел витков обмоток 5 и 9 или квадрату числа витков в обмотке 5. На образцовую меру 14 подается напряжение, пропорциональное числу витков в обмотке

4. Таким образом, если сопротивление датчика 20 является нелинейной функцией измеряемой Величины, определяемой зависимостью

) (o+ g + с 2 где p, — сопротивление датчика 20

- сопротивление датчика 20 в

Н начальных условиях измерений»

ОР.с - постоянные коэффициенты,"

Х вЂ” измеряемая величина то при подведении к датчику йапряжения, связанного аналогичной зависимостью (1) с числом витков в регулируемой обмотке, при равновесии моста число витков в ре гулируемой обмигке 5 будет пропорциональным измеряемой величине.

Уравнение равновесия цепи, показанной на чертеже, Описывается равенством

41 о 4Ы (2) где Т вЂ” ток через измеряемый датчик" ) — ток через образцовый элемент числа витков в обмотках 16

16 11 и 17 комнаратора, Значения токов можно определить из выражений; о м %

1„- „% .1В +!. МИ 6 9Ф л „ где < — сопротивление образцовой меры" г,4 вП в ..а„,Ф, Ф„+числа витков в соответствукиц их обмотках 3,4,5,6,8,9,12, 13,10.

5 730420

После подстановки значения токов Хо и Т< из (3) в уравнение равновесия (2) и некоторого преобразования с учетом того, что vn 9 — m> получим зависимость изобретения

Формул а

Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений по пжледовательной схеме замещения, содержащий источник питания, к которому подключен основной трансформатор напряжения, ком- паратор токов, соединенный с указателем равновесия, образцовые меры, включенные

1Î между обмотками основного трансформатора напряжения и компаратора токов, два дополнительных трансформатора напряжения, первичная обмотка первого иэ кото15 рых подключена к регулируемой обмотке основного трансформатора напряжения, первичная обмотка второго дополнительного трансформатора напряжения соединена с регулируемой вторичной обмоткой первого дополнительного трансформатора напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и пределов измерений устройства, в него введены один или группа каскадно включаемых дополнительных трансформаторов," напряжения, а первый дополнительный трансформатор напряжения снабжен дополнительной вторичной обмоткой, которая одним входом соединена со вторым зажимом измеряемого обьекта, причем первичная обмотка каждого последующего трансформатора напряжения иэ группы каскадно включаемых дополнительных трансформаторов соединена с регулируемой обмоткой предыдущего трансформатора напряжения, а дополнительные вторичные обмотки первых двух дополнительных трансформаторов напряжения соединены последовательно со вторичной обмоткой последнего до- . полнительного трансформатора напряжения и .вторичной обмоткой основного трансформатора напряжения. (4) и (4) видно, что

Из сравнения (1) при л

Н 14

4- 16

<а, „тЬ

Ф

8 .12

X.= h>g и определяется линейно по числу витков в регулируемой обмотке 5. 20

Применение еще одного трансформатора 21 с обмотками 22 и 23 и дополнительной обмотки 24 на трансформаторе 11, регулируемой связанно с обмотками 5 и

9, обеспечивает линейный отсчет измеряемой величины, связанной с параметрами датчика 20 уравнением третьего порядка. (а+ зК+сх. ++dq> ) .

Д И

1М то прид= и ю

Ф В т " 24™9™ вм22 12 8 мент равновесия цепи по числу витков в обмотке т обеспечивается линейный отсчет измеряемой величины Х .. 35

Аналогичным образом строится цепь для измерения параметров датчиков, связанных с измеряемой величиной любой известной степенью нелинейности.

Технико- кономический эффект предла- W гаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей прототипа, и обеспечении измерения нелинейных величин с линейным отсчетом измеряемой величины при любой степени 45 напинейности зависимости между параметрами датчика, включаемого в мосч в качестве измеряемого объекта, и значением измеряемой величины. д N и 14 6 5 гй 5 гп и

4- 16 8 8

Рсточчики информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 47Я040, кл. Q 01 В 17/12, 13.11.72 (прототип).

Составитель И. Бахтина

Редактор Б. Федотов Техред М, Петко Корректор C. Йомак

Заказ 2916/39 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4