Устройство для измерения погрешностей коэффициентов преобразования индуктивных делителей напряжения

Устройство для измерения погрешностей коэффициентов преобразования индуктивных делителей напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) заявлено 29.01.79 (2q)2719576/18-21 (53)M. Кл.

G01 R 29/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритег

Опубликовано 231280. Бюллетень ¹ 47 (З) Ю)(621. 316.

722 4 (088 8) Дата опубликования описания 23. 12. 80 (72) Авт.оры изобретения

О. 3. Базилевич, Е. С. Полищук, А. П. Рышковский и С. Г. Сусуловский (71) Заявитель

Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНДУКТИВНЫХ

ДЕЛИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения погрешностей индуктивных делителей напряжения (ИДН ). 5

Известен измеритель частотных погрешностей индуктивных делителей напряжения, сущность работы которого состоит в определении разности коэффициентов преобразования исследуемо- гО го ИДН при подаче на его вход последовательно во времени сигналов двух разных частот. Причем сигнал фиксированной частоты регулируется по амплитуде образцовым индуктивным делителем, а сигнал рабочей частоты поступает на вход исследуемого ИДН непосредственно 1).

Недостаток устройства заключается в том, что оно позволяет измерять 20 только частотную составляющую амплитудной погрешности ИДН и не дает возможности определить ее поЛную величину, а также фазовую погрешность индуктивного делителя. 25

Известно также устройство для измерения коэффициента трансформации измерительного. трансформатора (2)»

Недостатком этого устройства является наличие сложного синусо-коси- 0

2 нусного вращающегося трансформатора, снижающего точность определения ко-, эфАициентов трансформации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является устройство для измерения погрешностей коэффициентов деления индуктивных делителей напряжения с помощью образцового делителя, содержащее источник переменного напряжения, разделительный трансформатор, образцовый (вспомогательный) индуктивный делитель напряжения, выполненный в виде автотрансформатора с переключателем секций, фазосдвигающую кС-цепочку, индикатор равновесия и исследуемый индуктивный делитель напряжения.

Входные зажимы образцового и поверяемого индуктивных делителей соединены параллельно и через разделительный трансформатор подключены к источнику переменного напряжения.

Выходные зажимы образцового и поверяемого делителей являются вершинами измерительной диагонали моста, а части их обмоток образуют плечи, отношения. В измерительную диагональ моста включены индикатор равновесия фаэовращающаяся КС-цепочка 31.

789910

Недостатком укаэанного устройства является то, что погрешность образцового делителя непосредственно входит в результат измерения.

Без учета фазовых составляющих напряжений условие равновесия мостовой цепи записывается

0o — 0x. - =О, Де Оо = Октк но(1 — ko) — выхоДное. напряжение образцового индуктивного делителя

ОХ = О кт к нх (1 — Л g) — выходное напряжение поверяемого ИДН

Ц вЂ” напряжение источника питания к — коэффициент преобразования

Т разделительного трансформатора, к„о, А — соответственно номиналь ный коэффициент преобразования и погрешность образцового ИДН; кнх ) к — соответственно номинальный коэффициент преобразования и погрешность поверяемого индуктивного делителя.

Подставляя значения Uo и Охв условие равновесия, получаем кно (1 о ) = кнх (1 "-х)

Откуда К

1 — н-о — (3 (1)

Таким образом, результат измерения Ах зависит от погрешности Ар образцового (вспомогательного) делителя.

Цель изобретения — повышение точности измерения погрешностей поверяемых индуктивных делителей напряжения.

Поставленная. цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник переменного напряжения, вспомогательный индуктивный делитель напряжения, поверяемый индуктивный делитель напряжения, фазосдвигающую цепочку, состоящую из последовательно соединенных постоянного резистора и переменной емкости, и индикатор равновесия, один зажим которого подключен к точке соединения резистора и емкости фазосдвигающей цепочки, вспомагательный индуктивный делитель напряжения выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого, подключена к источнику переменного напряжения, а две секционированные вторичные обмотки, включенные. последовательно согласно, снабжены переключателями секций, меха.нически связанными между собой такиФ образом, что сумма коэффициентов преобразования указанных обмоток равна едицице, причем подвижные контакты переключателей секций пЯ ключены к входным зажимам поверяемого делителя, общая. Точка вторичных обмоток вспомогательного делителя подключена ко второму зажиму индикатора равновесия, а к выходным зажимам поверяемого делителя подключена фазосдвигающая RC-цепочка.

На чертеже изображена схема устройства для измерения погрешностей индуктивных делителей напряжения.

Устройство содержит источник 1 переменного напряжения, вспомогательный индуктивный делитель 2, по5 верямый делитель 3, индикатор 4 равновесия и фазосдвигающую RC-цепочку 5, состоящую из постоянного

4резистора 6 и переменной емкости 7.

Учитывая, что к„„+ к „= 1, имеем (KH, IIC„) (4-л,) = 41- К „,, Х,, — К „ jl. g

Разложив второй член-в правой части последнего уравнения в ряд и пре60

Вспомогательный и поверяемый индуктивные делители образуют мостовую цепь, в которой подвижные контакты переключателей 8 и 9 секций вторичных обмоток 10 и 11 вспомогательного ИДН являются вершинами диагонали

15 питания моста, а переключатель 12 секций поверяемого делителя и общая точка вторичных обмоток 10 и 11 вершинами измерительной диагонали моста. Переключатели 8 и 9 секций вторичных обмоток 10 и 11 механически соединены между собой таким образом, что кОэффициенты преобразования связаны соотношением кн + к = 1. Источник 1 переменного нана пряжения подключен к первичной обмот- ке 13 вспомогательного делителя

Устройство работает следующим образом.

На вход поверяемого делителя подается напряжение U вх, равное сумме

ЗО выходных напряжений Овыхl и Цв1н„ вторичных обмоток вспомогательного делителя

3 ь1 + 0sblxgl (2) после установки на поверяемом делите3S ле коэффициента преобразования, погрешность которого подлежит определению, схема приводится. в состояние равновесия с помощью спаренных переключателей 8 и 9 и переменной ем4р кости 7 фазосдвигающей RC-цепочки, при этом (без учета фазовых составляющихх) О алых 1 О вью= О, где 0 вах <

Окщ (1 -Pq)p Ов (хg = О кнъ (1 -Ай)

О = О к (1 -g ) — выходное навых sx н пряжение поверяемого делителя

45 0 — напряжение источника питания, к = — к = — — номинальМ4. Фа н м н ж ные коэффициента преобразования, погрешности соответствую 1 щих коз фйициентов преобразования, S0 к н,. ф — соответственно номинальный коэффициент преобразования и погрешность поверяемого делителя.

Подставляя значения Ц ых и Овы в условие равновесия и с учетом (2), 55 получаем

Окн, (1 - ;) — 0к„„(1 -,) +

+Ок„в (1 -А )) к„(1 -1 ) = О,,Откуда g (q )

Л =4 н«н1(") « н,(-Л )1

789910 небрегая величинами второго порядка малости, получаем

Кщ Г

Л -Ч-,— „, 1-К.,И„-Л,)1

Таким образом, измеряемая погрешность зависит от разности погрешностей коэффициентов преобразования вспомогательного делителя, а не от абсолютногО значения погрешности, что имеет место в известном устройстве.

Поскольку вторичные обмотки вспомогательного делителя в предлагаемом устройстве намотаны на общем сердеч,.нике, то погрешности их коэффициентов преобразования одинаковы по знаку и весьма близки по значению друг к 15 другу, а их разность оказывается на несколько порядков меньше, чем величина погрешности Ао образцового делителя.

Существенным преимуществом пред- 2О лагаемого устройства является и то, что погрешности коэффициеитов преоб-. разования вспомогательного делителя могут оставаться неизвестнымя и достаточно большими. Единственным требованием, предъявляемым к вспомогательному делителю, является максимальное сближение величин погрешностей коэффициентов преобразования, что легко достигается, выполнением обеих вторичных обмоток одним жгутом и

30 расположением .его на общем тороидальном магнитопроводе. При необходимости для этой цели можно применить также витковую коррекцию и симметрированив обмоток.

Поверка образцового делителя в известном устройстве требует специальной аппаратуры и является сложной и дорогостоящей. Кроме этого, существует определенный предел уменв- 4Q шения погрешности образцового делителя, превзойти который в настоящее время не представляется возможным.

Поскольку в этом устройстве точность образцового. делителя должна в 3-5 раз превышать точность поверяемого, то ограничена также точность делителей, подлежащих поверке.

Предлагаемое устройство свободно от. этого недостатка, так как точность вспомогательного делителя может быть равной или ниже точности поверяемого индуктивного делителя напряжения.

Формула изобретения

Устройство для измерения погрешностей коэффициентов преобразования индуктивных делителеи напряжения, содержащее источник переменного на пряжения, вспомогательный индуктив;ный делитель напряжения, поверяемый

:индуктивный делитель напряжения, фазосдвигающую цепочку, состоящую из последовательно соединенных постоннога резистора и переменной емкости,-„ и индикатор равновесня,один зажим которого подключен к точке соединения резистора и емкости фазосдвигающей цепочки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, вспомогательный индуктивный делитель напряжения выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения, а две секционированные вторичные обмотки, включенные последовательно сагласно, снабжены переключателями секций, механически связанными между собой таким образом, что сумма коэффициентов преобразования укаэанных обмоток равна единице, причем подвижные контакты переключателей секций подключены к входным зажимам поверяемого делителя, общая точка вторичных обмоток вспомогательного делителя подключена ко второму зажиму индикатора равновесия, а к выходным зажимам,поверяемого делителя подключена фазосдвигающая RC-цепочка.

Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 312213, кл. G01 R 29/02 19.08.71.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 393698, кл. 501 > 2299//2200, 01.08.73.

3. Байков В.К. Трансформаторный,делитель напряжения высокой точности.

Труды метрологических институтов

СССР. Вып. 115 (175) . "Энергия", 1971, с. 139, рис. 7. (t

789910

Состаннтель В. Дубков

Редактор И. Николайчук Техред М.Рейвес

Корректор Г. Решетннк

Подписное.. Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9034/46 Тираж 1019

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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