Трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений

 

ОП ИСAНИЕ 930132

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к.авт. саид-ву— (22) Заявлено 12. 09. 80 (21) 2982785/18-21 с присоединением заявки М(53)N. Кл.

6 01 R 17/12

Ркудерстееный кенктет

СССР во «елаи каебретенн1 и аткрытк1 (23) Приоритет—

Опубликовано 23. 05.82 ° Бюллетень,Рв 19 (53) УДК621.317. . 733 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 05.82

И. H. Сурду, P. Д. Тучин, Ю. А. Смоляр и Н. И. Иихайленко (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ТРАНСфОНВТОРНЫЙ ИОСТ ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

КОИПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Недостатком таких устройств является либо конструктивная сложность.обусловленная наличием большого ко20 личества дополнительного оборудования, либо необходимость принятия мер для устранения неустойчивости, связанной с использованием активных уст1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, занимающейся вопросами измерения параметров компе лексных цепей переменного тока. б

Известны трансформаторные изме- . рительные мосты, в структуру которых с целью повышения точности измерения малых комплексных сопротивлений, введено дополнительное оборудование: вспомогательные трансформаторы, дополнительные образцовые меры, активные устройства - операционные усилители, .повторители напряжения, предназначенное для компенсации влияния подсоединительных проводников (1).

- ройств и наличием функциональных ооратных связей.

Наиболее близким по технической сущности является трансформаторный измерительный мост, содержащий источник питания, образцовую меру, разделительный трансформатор, трансформатор напряжения и компаратор токов, основные обмотки которых об. разуют ветвь измеряемого объекта и ветвь сравнения, а вспомогательные - через вторичную обмотку разделительного трансформатора подсое:динены к зажимам для .подключения объ .екта измерения повторитель напряжения, вход которого связан с одной из основных обмоток трансформатора напряжения, а выход - через дополнительное образцовое. сопротивление соединен с первичной обмоткой разделительного трансформатора, детектор равновесия, компенсация влияния подсоединительных проводников в котором осуществляется без использова3 93 ния функциональных обратных связей, благодаря чему он отличается высокой устойчивостью f 2J.

Недостатком данного устройства является наличие разделительного трансформатора, усложняющего конструкцию моста. Для того, чтобы разделительный трансформатор не вносил погрешности„ он должен быть измерительным, т.е. выполняться с тесной индуктивной связью между обмотками. Удовлетворение этого условия связано с необходимостью применения специальных видов намотки и ручного труда, что повышает трудоемкость изготовления прибора, ухудшает его технологичность.

Цель изобретения - упрощение конструкции трансформаторного измерительного моста за счет. исключения из не<.;. го разделительного трансформатора.

Поставленная цель достигается тем что в трансформаторном мосте для измерения параметров комплексных со" противлений, содержащем источник питания, образцовую меру, трансформатор напрян<ения и компаратор токов, основные обмотки которых подключены соответственно к зажимам для подсоединения объекта измерения и к образцовой мере, а вспомогательные одними выводами подключены к зажимам для подсоединения объекта измерения, дополнительную,образцовую меру, повторитель- напрян<ения и дегектор равновесия, вход повторителя напряжения подключен к ветви сравнения, а выход через дополнительную образцовую меру подсоединен к другому выводу вспомогательной обмотки компаратора токов, при этом другой вывод вспомогательной обмотки трансформатора напряжения подсоединения к общей шине, На чертеже представлена принципиальная схема трансформаторного моста.

0132

30 мотку 4 с объектом измерения -. вспо35 могательная обмотка 6 трансформатора

3 напряжения.

Протекание тока компенсации по указанному пути внутри контура объясняется тем, что потенциалы на выво40 дах обмоток 4,6 и 8,10, соответственно, отличаются только значением падений напряжения на их внутренних сопротивлениях.

В трансформаторном мосте источник 1 питания подключен к первичной обмотке 2 трансформатора З.напряжения, содержащего основные 4 и 5 и вспомогательную 6 вторичные обмотки. Компаратор 7 токов содержит вспомогательную 8 и основные 9 и 10 обмотки. Вход повторителя 11 напряжения подсоединен к обмотке 5 трансформатора напряжения, регулировкой числа витков которой осуществляется уравновешивание измерительнои цепи, i

1 а выход через дополнительную образцовую меру 12 - к вспомогательной обмотке 8 компаратора токов. Образцовая мера l3 и обмотки 5 и 9 образуют ветвь сравнения. К выходной обмотке 14 компаратора токов подключен детектор 15 равновесия; ре" зистор 16, объект 17 измерителя 18.

Устройство работает следующим образом.

В момент равновесия измерительной цепи ток I âåòâè измеряемого объекта находится в строгом соотношении с током 1о ветви сравнения, отличаясь от него в Г1„/Г1< раза, где и, n2 - числа витков обмоток 10 и

9, соответственно. Это дает возможность при помощи повторителя 11 напряжения и дополнительной образцовой меры 12 сформировать ток компенсации I> в зависимости от тока 1о.. Ток компенсации 1к обтекает контур: вспомогательная обмотка 8 компаратора токов - сопротивление резистора 16, символизирующее собой сумму сопротивления проводника,- соединяющего объект

17 измерения с обмоткой 10, и сопротивление меди обмотки 10, — обмотка

10 - обмотка 4 трансформатора 3 напряжения, сопротивле>лие резистора 18, символизирующее собой сумму сопротивления меди обмотки 4 и сопротивление проводника, соединяющего обОбцее направление тока компенсации 1> выбирается противоположным рабочему току l><, поэтому падение напряжения на внутренних сопротивлениях основных обмоток 4 и 10 трансформатора напряжения и компаратора,токов, а также на проводниках, соединяющих эти обмотки с объектом измерения, равны по напряжению и про тивоположны соответствующим падениям напряжения, возникающим на этих же сопротивлениях под действием рабочего тока 1„. Благодаря этому влияние паразитных сопоотивлений ветви

132

Формула изобретения п 2

I -U —.—, c п 1 где U

rn< „m<

С другой (21, 20 где

11

;70 Zо П2

ВНИИПИ .Заказ 34/8/$6 Тираж 719 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 объекта измерения на точность мостовой измерительной цепи устраняется, Если считать входНое сопротивление повторителя напряжения достаточно высоким, а коэффициент его пере- 5 дачи равным единице, для тока I можно записать напряжение источника 1 питания; — . числа витков обмоток 2 и 5, соответственно; импеданс дополнительной образцовой меры 12. стороны п1

=1 =?

Х O rl2

I =U —

П 2 (Э)

О Щ4 20

Сопоставляя (1) с (2) с учетом (3), получим где Zy - импеданс образцовой меры 13

Равенство (4), а следовательно и равенство (2), легко могут быть обеспечены подбором значения Z0.

ТакиМ образом предлагаемое устройство может обеспечить такую же степень компенсации влияния паразитных сопротивлений ветви измеряемого объекта трансформаторного моста как и известные устройства, однако оно свободно от необходимости использования разделительного трансформатора, что .упрощает конструкцию моста.

Трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий источник питания, образцовую меру, трансформатор напряжения и коипаратор токов, основные обмотки которых подключены со-. ответственно к зажимам для подключения объекта измерения и к.образцовой мере, а вспомогательные — одними выводами к зажимам для подсоединения объекта-измерения, дополнительную образцовую меру, повторитель напряжения и детектор равновесия, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции,в нем вход повторителя напряжен я подключен

О к ветви сравнения, а выход через до" полнительную образцовую меру подсоединен к другому выводу вспомогательной обмотки компаратора токов,при этом другой вывод вспомогательной обмотки трансформатора напряжения подключен к общей ыине. Источники информаций „ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

tP 4844б8, кл. G 01 R 17/12, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

М 520545, кл. 6 01 R 17/12, 1974 (прототип).