Трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений

Трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 949516 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

Ф (22) Заявлено 040830 (21) 2972276/18-21 (И)М.К . с присоединением заявки ¹вЂ”

G 01 R 17/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

1531 УЙК 621. 317 °

ЛЗЗ (088.8) Опубликовано 070882. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 07.08.82 (72) Авторы изобретения

= Ч г.: Ъ «E А1"

t, ";,e а «»::

° Ф - «". « :», ..",-,;1:

Институт электродинамики АН Украинско ССР

Qjjg)! i "" (71) Заявитель (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Изобретение относится к эзтектроизмерительной технике и может быть использовано для измерения комплексных сопротивлений. 5

Известен трана-рорматорный мост,два плеча которого образованы измеряемым и образцовым сопротивлениями, а два других — двумя обмотками двухступенчатого трансформатора. В двух диагона- 10 лях моста включены источник питания и детектор равновесия. Плечевые обмобки охватывают оба сердечника трансформатора, две дополнительные обмотки охватывают один из сердечников, который соединен последовательно и подключен к зажимам источника питания (1).

Недостатком известного устройства является ограниченная точность компенсации погрешностей из-за влияния внутренних сопротивлений обмоток. Остаточная погрешность примерно равна квадрату исходной погрешности, что ограничивает возможности построения высокоточных измерительных цепей. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений, два плеча которого составляют измеряемый объект и образцовую меру, два других плеча образованы двумя обмотками трансформатора напряжения, пятым и шестыми плечами моста являются две обмотки трансформаторного компаратора токов, к выходной обмотке последнего подключен детектор равновесия.

К потенциальным зажимам измеряемого объекта подключен вход активного четырехполюсника (повторителя напряжения), выход четырехполюсника соединен с первичной обмоткой дополнительного .трансформатора, вторичная обмотка которого соединена последовательно с одной из обмоток плечевого трансформатора напряжения 12).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений малых и сверхмалых сопротивлений, а также при дистанционных измерениях параметров датчиков.

Целью изобретения является повышение точности измерения малых и сверхмалых сопротивлений.

Поставленная цель достигается тем, что трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений, содержащий четырехплечий мост, два плеча которого составляют четырехзажимные измеряемый объект и образцовая мера«. 949516 а два других плеча образованы двумя обмотками трансформатора напряжения, источник питания, детектор равновесия и активный четырехполюсник, снабжен дополнительным сердечником на трансформаторе напряжения и третьей и чет-P вертой обмотками, причем две плечевых обмотки охватывают оба сердечника, третья обмотка охватывает первый сердечник, а четвертая обмотка охватывает второй сердечник, к первым токо-1О вым зажимам измеряемого объекта и образцовой меры подключен источник питания, в измерительную диагональ трансформаторного моста включен детектор равновесия, к первым зажимам 15 третьей и четвертой обмоток подключен вход активного четырехполюсника, выход активного четырехполюсника подключен к вторым зажимам третьей и четвертой обмоток трансформатора на- О пряжения.

На чертеже показана упрощенная . схема трансформаторного моста.

Мост содержит источник. 1 питания, цепочку иэ измеряемого объекта 2 и 25 образцовый меры 3, двухступенчатый трансформаToD с сердечниками 4 и 5 и обмотками 6-9, детектор 10 равновесия и повторитель 11 напряжения.

Плечевые обмотки 6 и 7 охватывают оба сердечника, дополнительная обмотка 8 охватывает сердечник 4, а обмотка 9 — сердечник 5 ° Дополнительные обмотки 8 и 9 соединены последовательно и подключены к входу повторителя 11. Выход повторите- З5 ля соединен с зажимами обмотки 9.

Число витков в обмотках 6-9 одинакова. По основному периметру мост уравновешивается коммутацией витков в одной обмотке 7 ° 40

Мост работает следующим образом.

Детектор равновесия реагирует на отсутствие напряжения ыа диагонали моста. Уравновешивание мостовой цепи по основной составляющей производят регулировкой числа витков в одной из плечевых обмоток трансформатора.

Условие равновесия цепи при этом может быть записано в виде

Z =Z mW х оп где Z и 2 — сопротивления объекта

2 измерения и образцовой меры 3;

m,m - числа витков в обмотках 6 и 7 соответственно.

При измерении параметров конденсаторов основной измеряемой величиной является емкость

60 Отсчет измеряемой величины осуществляется по числу витков в регулируе-мой обмотке 7.

Суммарное напряжение с зажимов обмоток 8 и 9 подается на вход повторителя 11. Выходное напряжение этого повторителя поступает на зажимы обмотки 9, Если коэффициент передачи повторителя равен единице, то напряжение на зажимах обмотки 8 будет отсутствовать. Не будет при этом также напряжения на зажимах обмотки 6 число витков в которой равно числу

1 витков в обмотке 6 и которая охватывает сердечник 4. При этом ток намагничивания по обмотке 6 протекать не будет, а, следовательно, не будет также тока в обмотке 7, включенной последовательно с обмоткой 6, т.е. будет исключена погрешность из-за влияния внутренних сопротивлений обмоток 6 и 7 и соединительных проводов к ним.

Точность компенсации погрешностей измерений определяется точностью коэффициента передачи повторителя напряжения. Если этот коэффициент отличается от единицы на величину Д

ff

=1-K где К вЂ” реальный коэффициент передачи повторителя, то в плечевых обмотках потечет ток, создающий часть магнитного потока, равную d Ф,где ф — полный поток в сердечнике при отсутствии компенсации. Следовательно, остаточная погрешность составит величину = сР d „ где д — исходная погрешность в схеме моста при отсутствии компенсации.

При измерении параметров резисторов или катушек индуктивности основными измеряемыми величинами соответственно будут

R =R

7 om или

П 4

Для обеспечения прямого отсчета измеряемой величины следует регулировать число витков m3 в обмотке 6. В этом случае выход повторителя напряжения подключается к зажимам обмотки 8, а с одинаковыми числами витков выполняются обмотки 7-9. Регули руемой остается одна обмотка 6. Остальные пояснения аналогичны произведенным.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность измерений комплексных сопротивлений малых и сверхмалых номинальных значений.

Формула изобретения

Трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений, содержащий четырехплечий мост, два плеча которого составляют четырехзажим949516

Составитель В.Семенчук

Редактор Л.Гратилло Техред M. Рейвес Корректор В. Бутяга

Заказ 5739/32 . Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ный измеряемый объект и образцовую меру, а два других плеча образованы двумя обмотками трансформатора напряжения; источник питания, детектор равновесия и активный четырехполюсник, отличающийся тем, что, с целью повыаения точности измерения малых и сверхмалых сопротивлений, мост снабжен дополнительным сердечником на трансформаторе напряжения и третьей и четвертой обмотка- 10 ми, причем две плечевых. обмотки охватывают оба сердечника, третья об-. мотка охватывает первый сердечник, а четвертая обмотка охватывает второй сердечник, к первым токовым за- 15 жимам измеряЕмого объекта и образцовой.меры подключен источник питания, в измерительную диагональ трансформаторного моста включен детектор равновесия, к первым зажимам третьей и четвертой обмоток подключен вход активного четырехполюсника, выход активного четырехполюсника подключен к вторым зажимам третьей и четвертой обмоток трансформатора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Gibbings L.Í. An aternating

curaentana 1ogue of the Kelvin doub1е bridge ° Proo. IЕЕ, 1963, ч.1090, р.302 °

2. Цифровые приборы и системы для измерения параметров конденсаторов.

"Советское радио", М., 1978, с.79-81, рис.3,17б (прототип).