Мост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока

 

Союз Советскнк

Соцналнстнчесння

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо7 73509 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 180177 (21) 24 4 2 784/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 231080. Бюллетень М39

Дата опубликования описания 231080 (51) ) . Кл.

6 01 К 17/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (5З) УДК 621. 317.

733 (088. 8) (72) Авторы из обретен и я

К. В. Петров и С. M. Пигин (71) Заявитель (54) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, НАХОДЯЩИХСЯ, ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть

-использовано для измерения сопротивления различных электрических цепей, находящихся под напряжением перемен- 5 ного тока, в частности для измерения омического сопротивления статорных обмоток электрических машин в рабочих режимах под напряжением переменного тока. 10

Известен мост постоянного тока для измерения сопротивления цепей, содержащий набор резисторов, магазин проводимостей, два источника питания, дроссели и нуль-индикаторы j1).

Укаэанный мост обеспечивает измерение омических сопротивлений цепей, находящихся под напряжением переменного тока за счет использования в качестве образцового плеча 20 дросселя фильтра, обмотка которого выполнена из материала с малым температурным коэффициентом, íî TIpH этом обладает ограниченным быстродействием и ограниченным диапазо- 25 ном величины и частоты переменного напряжения, подаваемого на измеряемое сопротивление. Выстродействие ограничивается постоянной времени измерительной мостовой цепи, вели- З0 чина которой определяется значениями реактивностей элементов фйльтра защиты от переменного тока и дросселя защиты источника питания. Увеличение переменного напряжения, подаваемого на измеряемое сопротивление, и уменьшение его частоты требует увеличения реактивностей указанных фильтров, что приводит к увеличению постоянной времени измерительной мостовой цепи и в результате к снижению быстродействия моста.

Известен также мост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, содержащий источник переменного напряжения, параллельно которому через разделительные конденсаторы подключены измеряемое плечо и входная диагональ фазовращателя, выходная диагональ которого подключена к первичной обмотке компенсирующего трансформатора, одна вторичная одновитковая обмотка укаэанного трансформатора подсоединена к первичной обмотке делителя напряжения, другая вторичная обмотка компенсирующего трансформатора, выполненная секционированной с регулируемыми:отводами, соединена

773509 последовательно со вторичной обмоткой делителя напряжения, выполненной секционированной с регулируемыми отводами, набор резисторов и .магазин проводимостей, образующие второе и третье плечи моста, источник постоянного напряжения, подключенный одним выводом к одной иэ вершин диагонали питания, параллельно соединенные нуль-орган и конденсатор, включенные в измерительную диагональ моста (2)..

Однако этот мост характеризуется пониженной точностью измерения и ограниченным быстродействием.

Целью изобретения является повышение точности измерения и быстро- 35 действия.

Поставленная цель достигается тем, что в мост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением пе- 2О ременного тока, содержащий источник питания переменного напряжения, параллельно которому через разделительные конденсаторы подключены измеряемое плечо и вход фазовращателя, выход которого подключен к первичной обмотке компенсирующего трансформато ра, первая вторичная одновитковая обмотка упомянутого трансформатора соединена с первичной обмоткой делителя напряжения, другая вторич30 ная обмотка компенсирующего трансформатора, выполненная секционированной с регулируемыми отводами, соединена последовательно со вторичной обмоткой делителя напряжения. выполненной секционированной с регулируемыми отводами, набор резисторов и магазин проводимостей, образующие.. второе и третье плечи моста, источник постоянного напряжения, под- 4О ключенный одним выводом к одной из вершин диагонали питания, параллельно соединенные нуль-орган и конденсатор, включенные в измерительную диагональ моста, введены регулируемый,образцовый резистор и дополнительные фа- @ эовращатель, компенсирующий трансформатор и делитель напряжения, вход дополнительного фазовращателя подключен параллельно источнику переменного напряжения, а выход его подключен к первичной обмотке дополнительногс компенсирующего трансформатора, первая вторичная одновитковая обмотка которого соединена с первичной обмоткой,дополнительного делителя на- 55 пряженМя, вторая вторичная обмотка дополнительного компенсирующего транс. форматора„ выполненная секционированной с регулируемыми .отводами, соецинена последовательно с вторичной обмоткой дополнительного делителя напряжения, выполненной секционированной с регулируемыми отводами, при этом последовательно соединенные ВТ0ричная секционированная обмотка первого. делителя напряжения, вторичная секционированная обмотка первого компенсирующего трансформатора и регулируемый образцовый резистор образуют четвертое плечо моста, причем один вывод вторичной секционированной обмотки дополнительного делителя напряжения соединен со вторым выводом источника постоянного напряжения, а другой вывод вторичной секционированной обмотки дополнительного компенсирующего трансформатора соединен с другой вершиной диагонали питания.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема моста.

Мост содержит измеряемое сопротивление 1. Резисторы 2 и 3 образуют соответственно плечо выбора пределов измерения и плечо уравновешивания.

Сопротивление образцового плеча моста содержит последовательно соединенные сопротивление вторичной обмотки 4 компенсирующего трансформатора 5, сопротивление вторичной обмотки б делителя 7 напряжения и сопротивление дополнительного регулируемого образцового резистора 8, дополняющее сопротивление образцового плеча до необходимого расчетного значения. Источник 9 переменного напряжения защищен от постоянного напряжения источника питания моста 10 разделительным конденсатором 11.

Для защиты плеча выбора пределов измерения 2, плеча. уравновешивания 3 и нуль-индикатора 12 моста от прохождения переменного рабочего тока со стороны измеряемого сопротивления в образцовое плечо моста последовательно с образцовым сопротивлением

8 включены вторичная обмотка 4 компенсирующего трансформатора 5 и вторичная обмотка б делителя 7 напряжения. Делитель напряжения выполнен в виде трансформатора с тесной индуктивной связью между обмотками

13 и б. Компенсирующий трансформатор выполняется с тесной индуктивной евяэью между тремя обмотками

14,4,15 ° Для компенсации переменного напряжения U< д между вершинами 16 и 17 . диагоналей моста вторичная обмотка 4 компенсирующего трансформатора 5 и вторич ная обмотка делителя 7 напряжения выполняются секционированными с регулируемым числом витков и включаютая последовательно таким образом, что напряжение этих обмоток находится в противофазе с напряжением Uq < .

Для обеспечения более точной компенсации напряжения U 6, первичная обмотка делителя напряжения питается от одновитковой вторичной обмотки 15 компенсирующего трансформатора 5.

Дополнительное деление напряжения, развиваемого на одновитковой обмотке 15 компенсирующего трансформато773509 ра 5, с помощью секционированной об- мотки обеспечивает более плавную и точную регулировку величины компенсирующего напряжения 0„16 17 . Тем самым обеспечивается более точно равенство .между напряжением 0„

У на сопротивлении образцового йлеча и 5 компенсирующим напряжением Цк

I при этом 0«,„U„„16 +U„ f7 f6

При измерении переменной напря,жение Ц ь „7, развиваемое на сопро/ тивлении образцового плеча, компен- О сируется переменным напряжением

I II

0 K f7 „6 -UK f716 +UK f7 16 НаХОдящЕмСя примерно в противофазе, развиваемом на вторичной обмотке 4 компенсирующего трансформатора 5 и обмотке 6 делителя 7 напряжения. Так как напряжениЯ 0.1617 и Цк17,16 оказываются Не точно в противоФазе, а с отклонеННеМ на угол + сГ, то для выполнения более точной компенсации Uf6,,17 2О первичная обмотка компенсирующего трансформатора 5 питается от источника 9 переменного тока через фазовращатель 18, построенный на эле ментах 19 — 22. Регулируя фазовращатель напряжение Цк1716 может

25 быть развернуто на угол + д, при этом достигнута окончательная компенсация переменного напряжения

0;16,17 ° т. e . .0.1ь,< .— Uк„,„6

0 к17,111

30 где UII — компенсирующее напряжение, развиваемое на обмотке 4 компенсирующего трансформатора 5 ч разворачиваемое на угол 35

Д = 0-180О Фазовращателем 18;

U — компенсирующее напряжение, развиваемое на обмотке 6 делителя 7 напря- 4 жения и разворачиваемое на угол д = 0-180О фазовращателем 18.

Таким образом, осуществляется точная компенсация переменного, напряже ния 0„6 17 по модулю и фазе и защища- 45 ются от прохождения перемейного тока источника 9 нуль-орган, сопротивление плеча выбора пределов изме рения 2, сопротивление плеча уравновешивания 3 и сопротивление образ- 50 цового плеча 8.

Цепь питания моста постоянным током во время измерения защищается от прохождения переменного тока аналогичным образом. В цепь питания мос- 55 та последовательно с источником 10 питания постоянным измерительным током включены вторичная обмотка 23 компенсирующего трансформатора 24 и вторичная обмотка 25 делителя 26 напряжения. Делитель напряжения выполнен в виде трансформатора с тес-. ной индуктивной связью между обмотками 27 и 25. Компенсирующий транс-,форматор 24 выполняется с тесной индуктивной связью между тремя обмотками 28, 23 и 29. Для компенсации пеРеменного напРЯжениЯ 0.16 о (на шинах 16,30) в цепи питания и обеспечения равенства вторичная обмотка 23 компенсирукх его трансформатора 24 и вторичная обмотка 25 делителя 26 напряжения выполняются с :<ционированными с регулируемыми отводами. Причем для обеспечения более точной компенсации U 6 первичная обмотка делителя напряжения питается от одновитковой вторичной обмотки 29 компенсирующего трансформатора 24. Дополнительное деление напряжения (компенсирующего трансформатора), развиваемого на одновитковой обмотке 29 компенсирующего трансформатора 24, обеспечивает более плавную и точную регулировку. величины компенсирующего напряжения Цк, при

К ЭО,16 этом

=U ъ О) + 0

"ьо1ь "эо1ь "ъо1ь где U — переменное напряжение

К ЪО,16 развиваемое на вторичной обмотке 23 компенсирующего трансформатора 24, 0„ - переменное напряжение, Зо;16 развиваемое на вторичной обмотке 25 делителя 26 напряжения.

При измерении переменного напряжения 01ь зр развиваемое в цепи питания моста компенсируется переменным напряжением 0 к,бо, =UI, f + U„ „„ „

B противофазе, развиваемом на вторичной обмотке 15 компенсирующего транс: форматора 5, включенной последо-. вательно вторичной обмотке делителя

7 напряжения.. Так как напряжения .1ь 6а, Ux 1, оказываются не только в противофазе, а развер-нуты на угол «d, то для выполнения более точной компенсации U„Ь первичная обмотка компенсирующего трансформатора 24 питается от источника 9.переменного тока через фазовращатель, построенный на элемен- тах 31 - 34. Регулируя фазовращатель 35, напряжение U может ъо,1ь быть развернуто на угол К и при этом достигнута окончательная компенсация переменного напряжения

U 0 q6, т. е, 1

Ц =0„=U +AU

"ЬО,16 "ЪО,16 ", Ь где U - компенсирующее напряжеВ

К Ъо,1Ь

1 ние, развиваемое на обмотке 23 компенсирующего трансформатора 24 и разворачиваемое на угол

g= 0-180 фазовращателем 31 — 34;

0 Ê вЂ” компенсирующее напряженка, развиваемое на об о,16

773509 мотке 25 делителя 26 напряжения и раэворачиваемое на угол 0о

180 фазовращателем 3134.

В предлагаемом мосте исключается необходимость систематически вносить поправки в каждый результат измерения, сокращается время измерения и тем самым обеспечивается большее быстродействие моста в целом. Динамическая погрешность измерения также уменьшается, поскольку в цепи питания моста для защиты от переменного рабочего тока взамен дросселя вво дится устройство компенсации, позволяющее при сохранении величины подавления переменного тока уменьшить вносимые реактивности и увеличить быстродействие моста.

Формула изобретения

Мост для измерения омических сопротивлений электрических цепей, находящихся под напряжением переменного тока, содержащий источник переменного напряжения, параллельно которому через разделительные конденсаторы подключены измеряемое плечо и вход фазовращателя, выход которого подключен к первичной обмотке компенсирующего трансформатора, первая вторичная обмотка упомянутого трансформатора соединена с первичной обмоткой делителя напряжения, другая вторичная обмотка компенсирующего трансформатора, выполненная секционированной с регулируемыми отводами, соединена последовательно со вторичной обмоткой делителя напряжения, выполненной секционированной с регулируемыми отводами, набор резисторов и магазин проводимостей, образующие второе и третье .плечи моста, источник постоянного напряжения, подключенный одним выводом к одной из вершин диагонали питания, параллельно соединенные нульорган и конденсатор, включенные в измерительную диагональ моста, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены регулируемый образцовый резистор и дополнительные фазовращатель, компенсирующий трансформатор и делитель напряжения, вход дополнительного фазовращателя подключен параллельно источнику переменного напряжения, а выход

его подключен к первичной обмотке дополнительного компенсирующего транс- форматора, первая вторичная одновитковая обмотка которого соединена с первичной обмоткой дополнительного делителя напряжения, вторая вторичная обмотка дополнительного компенсирующего трансформатора, выполненная секционированной с регулируемыми отводами, соединена последоващ тельно со вторичной обмоткой дополнительного делителя напряжения, выполненной секционированной с регулируемыми отводами, при этом последовательно соединенные вторичная секционированная обмотка первого делителя напряжения, вторичная секционированная обмотка первого компенсирующего трансформатора и регулируемый образцовый резистор образуют четвертое плечо моста, причем один вывод вторичной секционированной обмотки дополнительного делителя напряжения соединен со вторым выводом источника постоянного напряжения, а другой вывод второй вторичной секционированной обмотки дополнительного компенсирующего трансФорматора соединен со второй вершиной диагонали гитания.

Источники информации, 4О принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

i7 300836, кл. 5 01 R 17/10 16.12.69.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2416016/21, 17.10.76.

773509

Составитель И. Бахтина

Редактор О. Колесникова Техред Н ° Ковалева

Корректор М. Вигула

Подписное

Заказ 7493/56 Тираж 1019

ВНИИПИ 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