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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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