Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления

Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - расширение диапазона преобразования комплексного сопротивления и повышение точности преобразования. Преобразователь содержит трансформатор и образцовые элементы 5-1, 5-25-п комплексного сопротивления. Для компенсации погрешности преобразования используются сердечники 1-2, 1-31-п, вторичные обмотки 3-2, 3-3, З-n и элементы 5-2, 5-3 5-п, При этом компенсируются погрешности первого порядка, обусловленные влиянием тока намагничивания сердечника 1-1. Погрешности второго порядка малости, возникающие из-за неполного размагничивания сердечника 1-2. компенсируются при помощи сердечника 1-3, обмотки 3-3 и элемента 5-3. Погрешность, обусловленная активным сопротивлением обмотки 3-1. компенсируется за счет автотрансформаторного выполнения (отводы 4-2... . 4-п) потенциальных цепей преобразователя Наличие двойного преобразования комплексного сопротивления (из обмотки 2 в обмотку 3-1, а затем из обмотки 3-1 в отвод 4-1) позволяет расширить диапазон преобразования комплексного сопротивления. 1 ил. Ј

СОЮЗ COBE ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4708968/09 (22) 22.06.89 (46) 15.06.91. Бюл. ¹ 22 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В.П.Карпенко, С.В.Макаренко. А.А.Вдовин и В.В.Козьменко (53) 621.314.22.08(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1476543,,кл,,Н 01 F 40/14, 04.05.87. (54) ЧЕТЫРЕХЗАЖИМНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения — расширение диапазона преобразования комплексного сопротивления и повышение точности преобразования. Преобразователь содержит трансформатор и образцовые элементы 5-1, 5 — 2..., 5-п комплексного сопротивления. Для компенсации погрешИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, при построении образцовых мер и магазинов емкости больших номинальных значений, а также мер и магазинов индуктивности и активного сопротивления малых номинальных значений, применяемых, например, для поверки точности измерителей комплексного сопротивления.

Цель изобретения — расширение диапазона преобразования комплексного сопротивления и повышение точности преобразования.

На чертеже представлена структурная схема четырехзажимного трансформаторного преобразователя комплексного сопротивления.

Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротив„., Я2„„1656601 А1 онc Н 01 F 40/14, G 01 R 27/00, Н 03 H 7/0! ности преобразования используются сердечники 1-2, 1-3„... 1-п, вторичные обмотки

3-2, 3-3, 3-п и элементы 5-2. 5-3...., 5-п.

При этом компенсируются погрешности первого порядка, обусловленные влиянием тока намагничивания сердечника 1-1. Погрешности второго порядка малости. возникающие из-за неполного размагничивания сердечника 1-2, компенсируются при помощи сердечника 1-3, обмотки 3 — 3 и элемента

5 — 3. Погрешность, обусловленная активным сопротивлением обмотки 3-1, компенсируется за счет автотрансформаторного выполнения (отводы 4-2,..., 4 — и) потенциальных цепей преобразователя. Наличие двойного преобразования комплексного сопротивления (из обмотки 2 в обмотку 3-1, а затем из обмотки 3-1 в отвод 4-!) позволяет расширить диапазон преобразования комплексного сопротивления. 1 ил. ления содержит трансформатор с сердечниками 1-1, 1-2.... 1-п.ïåðâè÷íoé обмоткой 2, вторичными обмотками 3-1, 3-2,..., 3-п. выполненными с отводами 4-1, 4-2...., 4 — и от частей вторичных обмоток. и образцовые элементы 5-1, 5-2,..., 5-п комплексного соп ротивления. Обмотки 2, 3-1. 4-1 выполнены на и сердечниках, обмотки 3-2 и 4-2 выполнены на n — 1 сердечниках, аналогично обмотки 3-i и 4-i выполнены Hà (n — i + 1) сердечниках. Отводы 4-1, 4-2,.... 4-и совмещены с обмотками 3-1. 3-2...., 3-п. Отводы

4-1, 4-2... 4-и вторичных обмоток соединены между собой последовательно и согласно, а отвод 4-1 вторичной обмотки и конец

3-и вторичной обмотки являются первым 6 и вторым 7 потенциальным выводами четырехзажиммого трансформаторного преобразователя комплексного сопротивления, его токовые выводы 8 и 9, 1656601

Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления работает следующим образом.

При включении преобразователя в электроизмерительную цепь к его токовым выводам (выводы обмотки 2) прикладывается определенное напряжение. При этом через элемент 5 — 1 будет протекать ток, пропорциональный коэффициенту трансформации между обмотками 2 и 3-1, и формируется соответствующее напряжение на элементе

5-1. При нулевом значении активного сопротивления обмотки 3 — 1 напряжение на элементе 5-1 равно ЭДС обмотки 3-1 и трансформируется в отвод 4-1, подключенный к потенциальным зажимам меры. В результате напряжение, сформированное на потенциальных зажимах преобразователя, пропорционально полному сопротивлению элемента 5 — 1 (Lp), коэффициенту трансформации между обмотками 2 и 3-1 и обратно пропорционально коэффициенту трансформации между обмоткой 3-1 и отводом 4-1.

Эквивалентное сопротивление (L3) трансформаторного преобразователя, определяемое отношением напряжения на потенциальных зажимах меры к току, протекающему в его первичной обмотке 2, равно

)-э = -о (1)

m( где m2, птз, m4 — числа витков в обмотках 2, 3-1 и отводе 4 — 1 соответственно.

Однако в реальном преобразователе эквивалентное сопротивление формируется с погрешностями. Эти погрешности обуславливаются во-первых, наличием активного сопротивления обмотки 3 — 1, которое влияет на величину тока в указанной обмотке, вовторых, наличием тока намагничивания сердечника 1-1, обуславливающим нарушение пропорциональности между токами в обмотках 2 и 3-1, Для компенсации погрешности преобразования используются сердечники 1-2, 1-3,, 1-п, обмотки 3-2, 3 — 3„., 3-п и элементы 5--2, 5-3,..., 5-п. Ввиду наличия магнитного потока в сердечнике

1-2 в обмотке 3-2 формируется ток, примерно равный приведенному к обмотке 3-2 току намагничивания сердечника 1-1. Этот ток создает падение напряжения на элементе

5 — 2, которое трансформируется в отвод 4-2 и увеличивает напряжение на потенциальных зажимах преобразователя. Таким образом компенсируются погрешности первого порядка, обусловленные влиянием тока намагничивания сердечника 1-1. Однако из-за неполного размагничивания сердечника 12 возникают погрешности второго порядка

55 малости, Эти погрешности компенсируются при помощи сердечника 1-3, обмотки 3-3 и элемента 5-3 и т.д. В результате такого схемного решения удается скомпенсировать погрешности. обусловленные влиянием тока намагничивания, до величины(п — 1)to порядка малости включительно.

Погрешность, обусловленная активным сопротивлением обмотки 3 1. компенсируется за счет автотрансформаторного выполнения потенциальных цепей преобразователя.

При этом падение напряжения на активном сопротивлении обмотки 4-1 суммируется с ЭДС, наведенной в этой обмотке. за счет чего повышается напряжение на потенциальных зажимах меры, При этом компенсируется погрешность первого порядка малости. Для компенсации более высоких порядков малости этои погрешности съем напряжения с обмо1ок 3 2..., 3 и также осуществляется автотрансформаторным путем (отводы 4- 2..., 4 n). При выполнении обмотки 3- 1 (включая и отвод 4- 1) а также каждой из обмоток 3-i (включая отвод 4- i) одинаковым проводом удается скомпенсировать указанную погрешность до величин и-го порядка малости.

При этом наличие двойного преобразования комплексного сопротивления (из обмотки

2 в обмотку 3-1. а затем из обмотки 3-1 в отвод 4-1) позволяет весьма существенно расширить диапазон преобразования комплексного сопротивления (в П 4/гпз раз). Кроме того, наличие автотрансформаторного подключения потенциальных цепей преобразо2 2 вателя позволяет в — раз (где -- «1)

П\ m4

m) m( снизить его выходное сопротивление, в связи с чем практически устраняются погрешности, обусловленные шунтированием потенциальных цепей преобразователя элементами схемы подключаемых к нему измерительных приборов.

В предлагаемом преобразователе возможна перемена местами токовых и потенциальных зажимов. При эгом точность преобразования комплексного сопротивления не изменится. В общем случае числа витков в обмотках 3-1„„, 3-п мокнут быть различными. Кроме того. различными могут быть числа витков в отводах 4-1,..., 4-и и различными могут быть импедансы элементов 5-1,.... 5-и. Однако, исходя из метрологических, конструктивных и технологических соображении, числа витков в обмотках 3-1,..., 3-i обычно выбираются равными. По этим же соображениям обычно выбираются равными числа витков

1656601

Формула изобретения

Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного соп ротивления, содержащий трансформатор, выпол5-f

5-п

Составитель Л.Тимошина

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор T.Êëþêèíà

Заказ 2310 Тираж 360 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 в отводах 4-1,..., 4-п. а также выбираются элементы 5-1...., 5-п с одинаковыми комплексными сопротивлениями. Регулирование эквивалентного сопротивления может осуществляться коммутацией витков в обмотке 2, совместной коммутацией витков в отводах 4 — 1, 4-2„... 4-п, а также совместным регулированием комплексного сопротивления элементов 5-1,.... 5-п.

Изобретение позволяет строить трансформаторные меры емкостей больших номинальных значений, а также меры малой индуктивности и меры малого активного сопротивления с высокими метрологическими характеристиками и обеспечивать метрологическую аттестацию современных измерителей комплексного сопротивления. ненный Hà и сердечниках с первичной и и вторичными обмотками, параллельно каждой из вторичных обмоток подключен соответствующий образцовый элемент

5 комплексного сопротивления, при этом каждая 1-я вторичная обмотка трансформатора расположена на (и — 1+ 1) сердечниках (где! = 1, 2,..., и), а выводы первичной обмотки являются токовыми выводами четырехза10 жи много трансформаторного преобразователя комплексного сопротивления,отли чаю щийс я тем,что,с целью расширения диапазона преобразования комплексного сопротивления и повышения

15 точности преобразования, каждая вторичная обмотка выполнена с отводами, отвод)-й вторичной обмотки подключен к концу (j — 1)-й вторичной обмотки (где j = 2, 3,..., n), а отвод первой и конец п-й вторичных обмоток явля20 ются соответственно первым и вторым потенциальными выводами четырехзажимного трансформаторного преобразователя комплексного сопротивления.