Трансформаторный мост для измерения малых комплексных сопротивлений Советский патент 1983 года по МПК G01R17/12 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров комплексных сопротивлений при помощи мостовых цепей переменного тока. Известен мост с индуктивно связанными плечами для дистанционного измерения малых сопротивлений, обес печивающий четырехзажимное включение измеряемого сопротивления. Этот мост позволяет производить измерения с высокой точностью за счет компенсации сопротивления соединительных проводов и рабочих обмоток СП. Недостатком устройства является сложность схемы из-за необходимости применения двух усилителей, нескольких вспомогательных трансформаторов и образцовых сопротивле,ний, а также источника постояннозтЬ напряжения для поляризации измеряемого объекта, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является трансформаторный-МОСТ с индуктивно связанными плечаи и для измерения малых комплексных сопротивлений, который содержит источник питания, трансформатор напряжения, измеряекмй объект и образцовый объект, уси литель тока с трансформаторным выходом, указатель равновесия и индук тивный компаратор токов с рабочей и дополнительной обмотками, причем количество витков в равно и нач ла обмоток подсоединены к общему за жиму. Вход усилителя тока включен последовательно с одной из рабочих обмоток трансформатора напряжения, например, в ветви измеряемого объек та, а один из выходных зажимов подсоединен к общему зажиму образцового объекта в этой же ветви, и обмот ки трансформатора. В данном устройстве компаратор токов снабжен допол нительный обмоткой, начало которой подсоединено к началу соответствующей рабочей обмотки компаратора, а конец подключен ко второму зажиму усилителя тока С2. Известный трансформаторный мост обеспечивает компенсацию влияния сопротивлений соединительных прово дов и рабочих обмоток путем обесточивания рабочих обмоток на трансформаторе напряжения и индуктивном компараторе токов. Недостатком устройства является сложность конструкции устройств Целью изобретения является упро щение трансформаторного моста. Поставленная цель достигается тем, что в трансформаторном мосте для измерен 1я малых комплексных сопротивлений, содержащем источник питания, трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками, начало первой вторичной обмотки кото- рого соединено с первым зажимом для подключения измеряемого объекта, второй залеим для подключения измеряемого; объекта соединен с нача- . лом первой входной обмотки индуктивного компаратора токов, конец которой соединен с общей шиной, концы второй вторичной обмотки трансформатора напряжения и второй входной обмотки индуктивного компаратора токов соединены с общей шиной, образцовую меру, подключенную между началом второй вторичной обмотки трансформатора напряжения и началом второй входной обмотки индуктивного компаратора TokoB, указатель равновесия, соединенный с выходной обмоткой индуктивного компаратора токов, один конец которой и один вывод указателя равновесия соединены с общей шиной, усилитель тока, выход усилителя тока соединен с первым зажимом для подключения измеряемого объекта, конец первой вторичной обмо.тки трансформатора напряжения соединен с первым входом усилителя тока, а вторгай вход усилителя тока соединен с вторым зажимом для подключения измеряемого объекта, На чертеже приведена схема устройства. Схема содержит источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с обмотками 3 (т),4 (т2) и 5 (т), усилитель 6 тока, индуктивный компаратор 7 токов с обмотками 8 (п,), 9 (nj) и lO(n), указатель 11 равновесия, зажимы 12 и 13 для подключения измеряемого объекта, образцовая мера 14, зажимы 15 и 16 для .подключения образцовой меры. Сопротивления 17 (L), 18 (L),19 (L), 20 (L) образованы сопротивлениями соединительных проводов и рабочих обмоток трансформатора 2 напряжения и индуктивного компаратора 7 токов, сопротивление измеряемого объекта 21 . Устройство работает следующим образом, Четырехзажимное подключение измеряемого сопротивления может быть обеспечено применением источника компен сиру кхце го тока, зависящего от тока в ветви моста. Роль усилителя тока выполняет операционный усилитель 6, выходной, ток , которого протекает навстречу рабочему току 1р, поэтому через паразитные сопротивления L и L протекает ток I Р-IK, являнадийся входным током операционного усилителя. Поскольку для операционного усилителя справедливо равенствоIf Р к I + к

где к - коэффициент усиления, то входной ток усилителя в 1+к раз меньше 1, поэтому падение напряжеуНИй на сопротивлениях L. и L уменьшается во столько же раз. Сопротивления L и .Цп1 включены последовательно с выходным сопротивлением источника тока, составляквдим десятки М Ом, поэтому на величину рабочего тока 1р, протекаквдего через измеряемое сопротивление L х , они повлияют. Известно также, что при равновесии измерительной цепи магнитный поток в индуктивном компараторе токов становится равным

нулю, поэтому потёнциапЕа на зажимах 13 и 16 эквипотенциальны общей шине. Отсюда следует, что нагрузкой источника тока является чисто измеряемое сопротивление L и поэтому отсутствует фазовый сдвиг между рабочим током 1 и током 1о в образцовой ветви моста что приводит к повышению точности измерения.

Таким образом, предлагаемое усройство имеет более высокую точность измерения и простое схемное решение благодаря отсутствию согласующего трансформатора и допол|нительный обмотки на индуктивном компараторе токов.

ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ, содержащий источник питания, трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками, начало первой вторичной обмотки которого соединено с первым зажимом для подключения измеряемого объекта, второй зажим для подключения измеряемого объекта соединен с началом первой входной обмотки индуктивно- го компаратора токов, конец которой соединен с общей шиной,концы второй вторичной обмотки трансформатора напряжения и второй входной обмотки индуктивного компаратора токов соединены с общей шиной, образцовую меру, подключенную между началсм второй вторичной обмотки трансформатора напряжения и началом второй входной обмотки индуктивного компаратора токов, указатель равновесия, соединенный с выходной обмоткой индуктивного Компаратора токов, один конец которой и один вывод указателя равновесия соединены с общей шиной, усилитель тока, отличаю щ. ийс я тем, что,с целью упущения устройства, в нем выход усилителя тока соединен с первым зажимом для подключения измеряемого объекта, конец первой вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с первым входом усилителя тока, а второй вход усилителя тока соединен с вторым зажимом для подключения измеряемого объекта. f