Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения

Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:.::

Союз Советских

Сощиалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.11.72 (21) 1845416/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 01.03.76 (51) М. Кл. G Olr 17/12

Гасударственный камитет

Саввта Министрав СССР ла делам изаеретенив и открытий (53) УД К 621.317.733.025 (088.8) (72) Авторы изобретения

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

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ ПО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СХЕМЕ

ЗАМЕЩЕН ИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известны мосты переменного тока, содержащие входной трансформатор напряжения, индуктивный ком паратор токов, нуль-орган, тангенсный трансформатор напряжения, индуктивный компаратор токов, измеряемый объект и образцовые меры, в которых раздельный отсчет параметров комплексного сопротивления по последовательной схеме замеще- ip ния обеспечивается за счет того, что на измеряемый объект подается напряжение, состоящее из суммы двух квадратурных составляющих, причвм одна или обе квадратурные составляющие формируются при помощи one- 15 рационного усилителя, включенного между соответствующими вторичными обмотками входного трансформатора напряжения и измеряемым объектом.

При необходимости обеспечения раздельного отсчета реактивной составляющей комплексного сопротивления и тангенса угла потерь такой мост может быть уравновешен посредством регулирования чисел витков в обмотках основного и тангенсного трансформаторов напряжения, Наличие в таком устройстве операционного усилителя усложняет конструкцию и настройку моста, снижает устойчивость и надежность работы устройства, а также вносит зО

2 погрешность в результаты измерений, зависящую от неидеальности коэффициента передачи операционного усилителя.

С целью повышения точности измерения, ура вновешиванне измерительной цепи, в предлагаемом мосте производится таким же образом, как и цепи комплексных проводимостей с применением параллельно подключаемых образцовых мер, при котором не требуется дополнительного фазового сдвига напряжения, приложенного к зажимам измеряемого объекта, Для обеспечения отсчета последовательной реактивной составляющей измеряемого сопротивления в ветвь моста последовательно с напряжением питания измеряемого объекта вводиася дополнительное напряжение, синфазное с напряжением питания моста, корректирующее разность между параллельной и последовательной реактивными составляющими эквивалентных комплексных сопротивлений. Известно, что эта разность пропорциональна квадрату тангенса угла потерь в измеряемом объекте.

Коррекция осуществляется за счет того, что последовательно с напряжением питания измеряемого объекта или с первичной обмоткой тапгенсного трансформатора включается выходная обмотка группы из двух трансформаторов напряжения, соединенных междусобой каскадно, причем первичная обмотка

3 первого трансформатора груп1пы подключена к зажимам регулируемой (тангенсной) обмотки входного трансформатора напряжения, а вторичная обмотка первого дополнительноr0 трансформатора группы регулируется связанно с упомянутой регулируемой обмоткой трансформатора напряжения.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого моста.

Мост содержит генератор 1, входной трансформатор 2 напряжения с тремя индуктивно тесно связанными обмотками т2, тз и т4, образцовые меры (резисторы Ro u

Хо), измеряемый объект Z, дополнительные трансформаторы 3, 4 и 5 напряжения с обмотками т5 и т6, т7 и т8, mo и т7О соответственно, индуктивный компаратор 6 токов с обмотками и1, )7> и )7З и указатель 7 равновесия.

Уравновешивание цепи производит1ся при сравнении ампер-витков обмоток п2 и пз в компараторе токов до получения нулевого значения потока в сердечнике компаратора.

Как известно, построение трансформаторных мостов по параллельной схеме замещения существенно проще для измерения параметров комплексных проводимостей. Поэтому предлагается использовать измерительную цепь, обеспечивающую измерение параметров комплексных сопротивлений по параллельной схеме замещения. При этом отпадает необходимость в дополнительных фазосдвигающих устройствах для формирования требуемой фазы напряжения, подаваемого на измеряемый объект в схемах для измерения комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения. Дополнительная группа из двух трансформаторов напряжения 3 и 4 обеспечивает автоматический перерасчет значений измеряемой,реа1ктив1наспи с па1раллельной на последовательную схему замещения эквивалентного комплексного сопротивления. Это осуществляется за счет использования зависимости между реактивными составляющими эквивалентных комплексных сопротивлений при переходе с параллельной на последовательную схему замещения, определяемой выражениями х

»пос 1+1 2;

tg6» = tg6» = tg6»

479040 порциональное квадрату тангенса угла потерь в измеряемом объекте.

В схеме, где обеспечивается раздельный отсчет tg6», это дополнительное напряже5 ние должно регулироваться соответственно с напряжением, подводимым к резистору Ro в образцовой ветви.

Уравнение равновесия цепи, показанной на чертеже, можно записать

)ОПЗ = 1»n 2 (1) где lo — ток в образцовой ветви;

1» — ток в ветви с измеряемым объек15 том, Если не учитывать влияния внутренних сопротивлений обмоток трансформаторов и остаточных параметров образцовых мер, значения токов в ветвях моста могут быть найдены из выражений:

) о ( (2) U m2m1a (m3™6 m8

25» m 4» mтт

nz 9 »па ) 2т5mz

)773)776П78

))72)775)П) ) (3) 35

Так как Z паp схеме замещения, измерено по параллельной можно записать

1 1 (l "j tg6,)

ПаР »I7aP (4) 40 (верхний знак в скобках соответствует индуктивному характеру измеряемого сопротивления, нижний — емкостному).

45 Если значения чисел витков в обмотках выбирать таким образом, чтобы сохранялись равенства

mz Х, \

m8 И26

m3 m3 m6

50 m4 m, m5

m3m6m8 4. 96

g» т,)п5т) После подстановки значений токов в уравнение равновесия цепи (1) и некоторого преобразования получаем

Зо

Z — п2т2)п10 Х (1 + 3 О

» пзт4тд In 4 Ra

Приведенные уравнения свидетельствуют о то1м, что ура1внавеши(ван1ие из1мерительной цепи может быть осуществлено регулированием значений сопротивлений плеч моста или чисел витков в соответствующих обмотках трансформаторов, обеспечивающих измерение параллельных составляющих комплексного сопротивления, а для отсчета реактивной составляющей ком1плексного сопротивления по последовательной ехеме замещения 1необходимо ввести даполоительное на пряжение, прото уравнение (3) с учетом зависимости (4) можно переписать в виде

Х тдпгт)о o= ъ

1 1 2 )73m4m9

m,Xa (5)

Ка1к видно из уравнений (5), при измерении комплексных сопротивлений индуктив55 ного характера раздельный отсчет индуктив479040

Предмет изобретения

Составитель В. И. Бахтин

Техред 3. Тараненко

Корректор Т. Гревцова

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 7588 Изд. № 1653 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорвкий филиал

5 ности по последовательной схеме замещения обеспечивается при уравновешивании измерительной регулированием числа витков в обмотке тш трансформатора 5. Отсчет тангенса угла потерь обеспечивается при регулировании числа витков в обмотке п2 трансформатора 2.

При измерении сопротивлений емкостного характера раздельный отсчет емкости может быть обеспечен при регулировании числа витков в обмотке компаратора 6. Трансформатор 5 в этом случае не нужен.

Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения, содержащий источник питания, основной и, при необходимости, тангенсный трансформаторы напряжения,,причем одна из вторичных обмоток основного трансформатора напряжения выполнена с регулируемым числом витков и служит для отсчета танген са угла потерь,в измеряемом объекте, измеряемый объект, образцовые меры, при необходимости, компаратор токов и указатель ра внавесия, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции моста и повышения точности измерений, мост снабжен дополнительной группой из двух трансформаторов, первичная обмотка первого из которых подключена к регулируемой обмотке

10 основного трансформатора напряжения, уравновешивающей мост по тангенсу угла потерь, а вторичная обмотка этого трансформатора регулируется связанно с регулируемой обмоткой основного трансформатора;

15 первичная обмотка второго трансформатора дополнительной группы подключена к зажимам регулируемой вторничной обмотки пер вого тра нофо рматора этой пруппы, а вторичная обмотка второго трансформатора включена в разрыв цепи последовательно с вторичной обмоткой основного трансформатора напряжения или с первичной обмоткой тангенсного трансформатора напряжения в ветви питания измеряемого объекта.