Трансформаторный мост переменного тока для дистанционных измерений
741162
Сою» Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) 3aя алеко 21.08.75 (21) 2167064/24-21 (51) М. Кл. с присоелииеиием заявки J% а 01 R 17/10
Государственный комитет (28) П риоригет оо делам изобретений н открытий (5 ) " К 621.317. .733 (088.8) Опубликоваио 15.06.80. Бюллетень йо 22
Дата опубликования описания 15.06.80 (72) Авторы изобретения
Ф. Б. Гриневич, А. И. Новик, М. Н. Сурду, В. В. Хмелько и Ю. В. Цветинович (7!) Заявитель
Институт электродинамики АН Украинской ССР (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ДЛЯ ДИСТАНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Изобретение относится к электроизмери тельной технике, а именно к измерению параметров комплексных сопротивлений и может быть использовано в области дистанционного измерения неэлектрических величин электрическим методом.
Известна мостовая схема для измерения комплексных сопротивлений, в которой источник питания подключен к одной из диагоналей моста посредством соединительного кабеля, имеющего два экрана (1). Внешний эк10 ран заземлеи, а внутренний подключен к противоположному зажиму генератора, что позволяет свести действие всех паразитных емкостей к шунтированию какого-srp5o одного, заранее
15 выбранного элемента, включенного в плечо мостовой схемы.
Недостаток указанного моста — низкая точность измерения, поскольку параметры соединительных кабелей влияют на результат измерения.
Известен также трансформаторный мост переменного тока для дистанционных измерений (2). В этом трансформаторном мосте объект измерения включается в плечо моста между двумя обмотками, одна из которых расположена на трансформаторе напряжения, а вторая— на компараторе токов. Вторые концы обеих обмоток заземлены. Объект измерения подключается к каждой из обмоток отрезком экранированного провода (чаще всего коаксиального кабеля), экран которого также заземляется.
Таким образом, паразитная емкость между соединительными проводами исключается (она разделена заземленным экраном), а емкость между центральной жилой и оплеткой экранированного провода включается с одной стороны параллельно обмотке трансформатора напряжения, с другой — параллельно обмотке индуктивного компаратора токов. При правильном выполнении этих обмоток (малое омическое сопротивление) и наличие тесной индуктивной связи их с другими плечевыми обмотками трансформатора напряжений и компаратора токов шунтирование указанных обмоток весьма большими паразитнымн емкостями не сказывается на результате измерения, что позволяет достигать дистанционности 100-200 и более метров.
7411б2 где Ги (2) 3
Недостатком этого устройства является погрешность измерения, обусловленная непосредственно соединительным кабелем, точнее, его распределенными параметрами — конечным сопротивлением центральной >килы в совокупности с распределенной емкостью центральной жилы на экран. Эта погрешность не может быть устранена или уменьшена усовершенствованием только элементов мостовой цепи (обмотки и образцовые сопротивления).
Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения влияния распределенных параметров соединительнь1х кабелей.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве между центральным проводом и внешним экраном в соединительных кабелях установлен второй экран, подключенный к центральному проводу в месте подключения кабелей к обмоткам трансформатора напряжения и компаратора токов.
На фиг. 1 изображена схема трансформаторного моста переменного тока для дистанционных измерений; на фиг, 2 — эквивалентная схема замещения ветви измеряемого объекта.
Трансформаторный мост переменного тока состоит из генератора синусоидального напряжения 1, трансформатора напряжения 2, содержащего первичную обмотку 3 и вторичные обмотки 4 и 5, измеряемый объект 6, соединенный с измерительной цепью с помощью двух отрезков кабеля 7 и 8 с двойным экраном, образ цовую меру 9, компаратог токов 10, содср. жащий выходную обмотку 11 и входные обмотки 12 и 13, и индикатор равновесия 14. В11еш. ний экран соединительных кабелей 7 и 8 эаземляется, а внутренний экран вместе с токоведущим проводом подсоединяется к обмоткам трансформатора напряжения 2 и компаратора токов 10.
Как видно на фиг, 2, линия связи предлагаемого устройства состоит из двух линий с . 40 распределенными параметрами. Первая линия образована токоведущим проводом и внутренним экраном, а вторая линия образована внутренним и внешним экраном соединительного кабеля. Линия, образованная токоведущим проводом и внутренним экраном, закорочена в местах подсоединения ее к обмоткам трансформатора напряжения 2 и компаратора тока 10.
Это позволяет уменьшить токи утечки в отрезке соединительного кабеля АВ, так как уменьшается разность потенциалов на элементах эквивалентной схемы 7 - 7 до величины погрешности передачи напряжения в линии, образованной внутренним и внешним экраном, Таким образом, погрешность передачи напряжения в линии связи AB (см. фиг. 2) определяется выражением Л 1, = "И Ч1 (1) 4 — погрешность передачи напряжения в линии, образованной внутренним и внешним экраном.
В соединительной линии СД (cM. фиг. 2) происходит компенсация дополнительной погрешности из-за того, что при соединении внутреннего экрана соединительного кабеля с токоведущим проводом в точке Д токи утечки, протекающие по элементам Z 2(n+1) — Езп, суммируются с основным током, текущим по токоведущему проводу. Следовательно, в обмотке компаратора токов протекает ток, практически равный току через объект измерения. Точность компенсации определяется погрешностью передачи тока в линии, образованной внутренним и внешним экраном. Поэтому погрешность передачи в линии связи СД (см. фиг. 2) определяется выражением где 6 1 — погрешность передачи тока в лидуши, 1 образованной внутренним и внешним экраном.
Как видно из выражений (1) и (2), погрешность передачи напряжения и тока в линии связи уменьшается до величины второго порядка малости. Это позволяет повысить точность дистанциопнь1х измерений либо при той же точности существенно увеличить дистанционность (увелиить длину соединительнь1х кабелей между объектом измерения и измерительным прибором).
Формула изобретения
Трансформаторный мост переменного тока для дистанционных измерений, содержащий генератор синусоидального напряжения, подключенный к первичной обмотке трансформатора напряжения, индуктивный компаратор токов, к выходной обмотке которого подключен индикатор равновесия, одна из вторичных обмоток трансформатора напряжения соединена с одной из входных обмоток компаратора токов через два экранированных соединительных кабеля с заземленным экраном и измеряемое комплексное сопротивление, включенное между ними, вторые обмотки соединены 1ерез образцовые меры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния распределенных параметров соединительных кабелей, между центральным проводом и вне1пним экраном в соединительных кабелях установлен второй экран, подключенный к центральному проводу
741162
Рие.1
Составитель В. Мамаев
Техред Л.Теслюк
Редактор Е. Яковчик
Корректор К). Макаренко
Подписное
Заказ 3194/44 Тираж 1019
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в месте подсоединения кабелей к обмоткам трансформатора напряжения и компаратора токоВ.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Соболевский К. М. и др. Зашита мостот переменного тока. Под. ред, Карандеева К. Б.
Киев, 1957, с. 97-110.
2. Карандеев К. Б. и др. Емкостные самокомпенсированные уровнемеры. М., "Энергия", 1966, с. 39, рис. 1-13.
