Мост с индуктивно связаннымиплечами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснублим.4i

l,«;«« . г

"l (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07. 05.79 (23) 2762270/18-21 (53)М. КЛ. с присоединением заявки ИУ— (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

G 01 R 17/12

Опубликовано 0704.81. Бюллетень НР13 (53) УДК 621. 317. .733(088.8) Дата опубликования описания 07. 04 .81 (72) Авторы изобретения

«

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

Ю

«Е."„",",, (71) Заявитель

Институт электродинамики AH Украинской CCP (54) МОСТ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ПЛЕЧАМИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, точнее к той ее области, которая- занимается вопросами измерения комплексных сопро-, тивлений посредством мостовых и компенсационных цепей и может быть использовано для измерения параметров датчиков или других объектов, характеристики которых-нелинейно зависят от определяемой величины.

Известно устройство для измерения температуры,.выполненное в виде трансформаторного моста, причем одна из обмоток плечевого трансформато,ра подключена к нескольким последовательно соединенным образцовым мерам и термометру сопротивления j1j .

Вторая обмотка трансформатора выполнена из двух частей и последовательно a,äåòåêòîðîì равновесия подключена к зажимам термометра сопротивления.

Кусочно-линейная аппроксимация нелинейной зависимости температуры от параметров термометра сопротивления осуществляется одновременным переключением образцовых мер в ветви и переключением чисел витков в обмотке трансформатора во второй ветви.

Недостатком этого устройства является необходимость двух раэнород\ ных регулировок в двух ветвях моста.

Кроме того устройству присуща методическая погрешность измерений, возникающая вследствие того, что ток в ветви моста, в которой включен термометр сопротивления, зависит от значений всех последовательно соединенных элементов в ветви.

Методическая погрешность измерений отсутствует в устройстве, наиболее близком по технической сущности к изобретению и содержащем источник питания, плечевой и дополнительный трансформаторы, образцовые меры, датчик измеряемой величины и детектор равновесия 2 .

Недостатком этого устройства as" ляется ограниченная точность измерений неэлектрических величин, так как число аппроксимирующих участков кривой нелинейной, зависимости ограничено. При увеличении числа аппроксимирующих участков устройство существенно усложняется: вводятся по три дополнительных элемента на каждый отрезок аппроксимации. другим недостатком известного устройства является необходимость одновременного переключения элементов в двух ветвях моста и трудоемкость выбора точныХ зна819729 чений параметров этих элементов., так как небольшое несовпадение их приведет к разрывам ломаной линии и дополнительным погрешностям измерения.

Третьим недостатком устройства является то, что оно применимо только для измерения параметров датчика проводимости (емкости), так как при уравновешивании моста регулирование осуществляется в образцовой ветви. Как известно, применение датчиков сопротивления (например, термосопротивления) требует при уравновешивании цепи регулирования напряжения, подводимого к датчику. Такое регулирование невозможно в описанном устройстве.

Целью изобретения является повышение точности измерейий неэлектрических величин, нелинейно зависящих от параметров датчика, и упрощение устройства.

Достигается это тем, что мост, 20 содержащий источник питания, плечевые элементы плечевой и дополнительный трансформаторы, причем одна из обмоток плечевого трансформатора выполнена из отдельных секций, комму- 25 тирующей, а выходная обмотка дополнительного трансформатора подключена к плечевому элементу, и детектор равновесия, соединенный с другой плечевой некоммутируемой обмоткой и плечевыми элементами, снабжен источниками напряжения, включенными последовательно с каждой секцией коммутируемой обмоТки, а первичная обмотка дополнительного трансформатора через коммутирующие элементы подключена к зажимам одной из секций коммутируе- мой обмотки и соответствующего источника напряжений.

Другое отличие заключается в том, что в качестве источника напряжения используются дополнительные обмотки на плечевом трансформаторе.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник пита- 45 ния 1, плечевой трансформатор 2 с первичной обмоткой 3 и вторичными обмотками 4 и 5, причем, вторичная обмотка 5 содержит 10 секций 6-15, дополнительные источники напряжений

16-25, включенные последовательно с каждой секцией, дополнительный трансформатор 26 с обмотками 27 и 28, датчик измеряемой величины 29, образцовую меру 30, детектор равновесий 31.

При показанном на чертеже включении обеспечивается измерение параметров датчиков сопротивления. Если необходимо измерять параметры датчика проводимости (емкости), плечевые элементы 29 и 30 меняются местами. 60

В предлагаемом устройстве линеаризация зависимости отсчета измеряемой величины от параметров датчика достигается путем включения дополнитель-. ных источников напряжения 16-25 пос 65 ледовательно с каждой секцией 6-15 первой декады коммутируемой обмотки.

Значения и полярность напряжения каждого из дополнительных источников выбираются такими, чтобы необходимым образом изменять угол наклона каждого отрезка аппроксимирующей ломаной ли нии в местах изгиба.

При показанных на чертеже десяти секциях обмотки 5 и десяти дополнительных источниках напряжения обеспечивается десять участков аппроксимирующей ломаной линии.

На первом участке ломаной первичная обмотка 27 трансформатора 26 подключена к зажимам аб секции 6 обмотки 5. Мост уравновешивается коммутацией витков в обмотке 28, посредством которой. обеспечивается второй и последующие разряды уравновешивания.

При заполнении разрядов, соответствукщих обмотке 28, происходит переход на следующий участок аппроксимирующей ломаной, осуществляемый подключением зажимов первичной обмотки 27 к зажимам бв секции 7 обмотки 5, и одновременно осуществляется сброс на нуль числа витков в обмотке 28, Поскольку контакт б остается общим для обоих отрезков ломаной, разрыва в точке изги ба не происходит и уравновешивание моста на втором участке осуществляется аналогично рассмотренному коммутацией витков в обмотке 28 ° Переход на следующий участок происходит переключением обмотки 27 к зажимам вг секции

8 обмотки 5 и т.д.

Технико-э кономическ ая эффективность изобретения заключается в повышении точности измерений и упрощении устройства при измерении неэлектрических величин, нелинейно зависящих от параметров датчиков.

Сравнение предлагаемого устройства с .известным позволяет сделать следующие выводы. При аппроксимации кривой нелинейной зависимости десятью отрезками в предлагаемом устройстве в обычный мост необходимо ввести 10 дополнительных источников напряжения, ко-. торые могут быть выполнены в виде

10 дополнительных обмоток на плечевом трансформаторе.

В известном устройстве .при 10 отрезках аппроксимации в обычный мост необходимо ввести 30 дополнительных элементов - 10 обмоток и 20 образцовых мер, коммутируемых 19 контактами реле.

В предлагаемом устройстве существенно упрощается процесс регулирова ния и уравновешивания моста по срав- нению с известным, так как исключается необходимость в дополнительных переключениях при переходе с отрезка на отрезок, тогда как в известном устройстве необходимо производить два связанных переключения на каждый отрезок аппроксимации, производимых

819729

Формула изобретения

ВНИИПИ . Заказ 1378/24 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, одновременно в двух ветвях моста. Неточное соответствие параметров элементов в этих ветвях приведет к разрыву аппроксимирукщей ломаной в точке изгиба и к дополнительной погрешности измерений. Такие дополнительные погрешности в предлагаемом устройстве исключены, так как отсутствуют возможности разрыва в точке излома линий.

1. Мост с индуктивно связанными плечами, содержащий источник питания, плечевые элементы плечевой и дополнительный трансформаторы, одна из обмоток плечевого трансформатора выполнена из отдельных секций, коммутируемой, а выходная обмотка дополнительного трансформатора подключена к плечевому элементу, и детектор равновесия, соединенный с другой плечевой некоммутируемой обмоткой и плечевыми элементами о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений неэлектрических величин и упрощения устройства, мост снабжен источниками нап5 ряжения, включенными последовательно с каждой секцией коммутируемой обмотки, а первичная обмотка дополнительного трансформатора подключена к зажимам одной из секций коммутируемой обмотки и соответствующего источника напряжения °

2. Мост по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве источников напряжения используются допол-нительные обмотки на плечевом трансформаторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

20 9 449955555555, кл. g 01 К 7/24, 1975.

2. Трансформаторные измеритель ные мосты, под ред. Карандеева К.Б.

„Энергия, 1970, с. 201.