Устройство для определения динамической индуктивности Советский патент 1987 года по МПК G01R27/26 

1 . 136149

Изобретение относится к измерению параметров индуктивности и предназначено для определения динамической индуктивности электромагнитных эле- ментов радио-электронной аппаратуры, электрических машин, преобразовательных устройств.

Целью изобретения является повышение точности.10

При измерении динамической индуктивности вначале с помощью резисторов устанавливается требуемая величина Тока в измеряемой индуктивной катушке при замкнутом ключе, В момент 15 размьтания ключа эталонная и измеряемая индуктивные катушки включаются- последовательно при разных значениях токов в них, что вызывает скачкообразное изменение токов в катушках, 20 Величина скачкообразного изменения тока в измеряемой (или эталонной индуктивной катушке связана пропорциональной зависимостью со значением динамической индуктивности измеряе- 25 мой индуктивной катушки. Точное из- .мерение величины изменения тока в момент размыкания ключа д,остигается тем, что по электронному осциллографу достигается равенство между вели- 30 чинами скачка тока и тока установившегося режима в цепи при разомкнутом ключе.

Следовательно, предлагаемое устройство позволяет измерить величину

динамической индуктивности катушки при заданном значении тока в ней с ВЦсокой точностью. Изменяя начальное значение тока в измеряемой катушке и повторяя измерения, Определяем также кривую зависимости величины динамической индуктивности от тока.

На фиг,1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - диаграммы токов в индуктивных катушках.

Устройство содержит измеряемую 1 и эталонную 2 индуктивные катушки, регулировочный резистор 3, безындук- ционньй шунт А, источник 5 постоянного напряжения, резистор 6 нижнего и резистор 7 верхнего уровней, ключ 8, электронный осциллограф 9,

Измеряемая катушка 1 одним выводом соединена с эталонной индуктивной катушкой 2 и через регулировоч- ный резистор 3 и безындукционный шун

4с положительным зажимом источника

5постоянного напряжения, второй вывод измеряемой индуктивной катушки

5 0 5 0

5

0

Q

gg

1.2

1 через резистор 6 нижнего уровня соединен с отрицательным зажимом источника постоянного напряжения, с которым также соединен один вывод, резистора 7 верхнего уровня, а второй - через ключ 8 с об-ащм выводом эталонной и измеряемой индуктивных катушек, электронный осциллограф 9 подключен к безынерционному шунту 4,

Устройство работает следующим образом,

В исходном положении ключ 8 замкнут. При помош резисторов 6 и 7 устанавливается заданное значение тока в измеряемой катушке 1

- / п (.

(,)(R,+R,HR-,RJ

и в эталонной катушке

. ( п} -,5i5 i5il,гя

- (R,+RjTR,+R,)+R,.R2

где гД-О) и i(-O) - токи в эталонной и измеряемой катушках при замкнутом ключе 8;

R и К J, - величины сопротивления резисторов нижнего 6 и верхнего 7 уровней;

R 3 - величина сопротивления регу- -лировочного резистора.3;

Е - величина ЭДС источника 5 напряжения ,

В момент t +0 размыкания ключа катушки 1 и 2 включаются последовательно с разными начальными токами в них, поэтому в интервале эти токи изменяются скачкообразно (фиг,2), После коммутации в момент времени t -«-О токи принимают значе- шя ,.

i, (+0 )--,(+0) .-.(3)

R +Rj+R,

Значение индуктивности L измеряемой катушки -определяют исходя из условия непрерывности потокосцепления контура, состоясдего из катушек 1 и 2, в момент коммутации

Лф О,(4)

где d Va УЭ(+О) - V, (0) V (+0) - -tf (-O) - изменения потоко сцепления эталонной и измеряемой катушек.

Учитываяр что величины индуктив- ностей L эталонной и L измеряемой катушек не изменяются в момент времени t , (4) можно записать

(+0)-i,(-0) (+0)- -i5.(-0) О, откуда получаем

L L.

i,(+0) - i,(-0)

;5j

- Величина L определяется только значениями токов в катушках до и пос- 5 ле размыкания ключа и не зависит от других параметров схемы и катушек, что позволяет получить высокую точность измерений.

После размыкания ключа 8 при10

t +0 токи ) i (t) изменяются во времени экспонендиально до установившегося значения (фиг.2)

. Е

Ecjni требуется опреде ческую индуктивность, то 7 верхнего уровня замыка тогда i,;(-0) О и знач тивности

т

ij.

Ri

3R

n

1

2v

(6)

15

20

,-bR,

Если (+0}, TO процесс определяется кривой 10 (фиг,2), если i,;i(+0), то кривой II,

Регулируя любой резистор, входящий н (6), например регулировочный 3, добиваются равенства

i i (+0j i.j(+0),(7)

тогда процесс определяется кривой 12

(фиг,2). С учетом (7) формула (5) при-гв изобр нимает вид

i 1V, - ii (-0) ,

Ul }

пропорционально значению R. Следовательно, рези него уровня может быть п ван в единицах индуктивн

В момент размыкания к его зажимах возникает пе в виде кратковременных и что может вызвать появле снизить точность измерен в качестве ключа использ вольтные размыкатели или гасительным устройством.

J-J - 1-1

(В}

э 1-(1о7-:-1;,

Значение тока i ,у измеряется амперметром при разомкнутом ключе 8, а значения i(-O) и ii(-0) - при замкнутом. Равенство (7), соответствующее кривой 12, устанавливается при помощи электронного осциллографа 9,

30

Устройство для определ мической индуктивности, клеммы для подключения и индуктивной катушки, и эт тушку, каждая из которых два вывода, и ключ, отл щееся тем, что, с цел ния точности, введены три р регулировочный, нижнего и

который используется как нуль-индика- 35 уровней, безындукционный шунт, электор, путем постепенного увеличения коэффициента усиления электронного осциллографа 9 по вертикальной оси после каждого.размыкания ключа.

тронный осциллограф и источник постоянного напряжения, причем регулировочный резистор соединен одним выводом с выводом эталонной индуктивной ка- После установления равенства (7) 0 тушки, а другим через безындукцион- производится проверка величины задан- ный шунт - с положительным зажимом ного тока в измеряемой катушке 1,(-0), источника постоянного напряжения, если она значительно отклонилась отдругой вывод эталонной индуктивной

заданной, выполняется дополнительнаякадушки соединен с одной из клемм

регулировка резисторами 3, 6 и 7, а 45 для подключения измеряемой индуктивтакже величиной Е источника 5 напряжения ,

Значение L можно определить и через сопротивления цепи, если учест (1) - (3), (7) и (8)

ь L,

R,+ R.

(9)

Сопротивления, входящие в (9), измеряются любым способом, например омметром, после установления равенства (7 К

5 Ecjni требуется определить статическую индуктивность, то резистор 7 верхнего уровня замыкается ( , тогда i,;(-0) О и значение индуктивности

5

0

т

ij.

Ri

3R

(10)

5

0

Ul }

пропорционально значению резистора R. Следовательно, резистор 6 нижнего уровня может быть проградуирован в единицах индуктивности.

В момент размыкания ключа 8 на его зажимах возникает перенапряжение в виде кратковременных импульсов, что может вызвать появление дуги и снизить точность измерений. Поэтому в качестве ключа используются высоковольтные размыкатели или реле с дуго- гасительным устройством.

е т е н и я

изобр

Устройство для определения динамической индуктивности, содержащее клеммы для подключения измеряемой индуктивной катушки, и эталонную катушку, каждая из которых имеет по два вывода, и ключ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены три резистора: регулировочный, нижнего и верхнего

ной катущки, а другой через резистор нижнего уровня соединен с отрицательным зажимом источника постоянного напряжения, к общему выводу эталонной и измеряемой индуктивных катушек подключен вход ключа, выход которого соединен ч ерез резистор верхнего уровня с отрицательным зажимом источника постоянного напряжения, а вход

электронного осциллографа соединен с безындукционным шунтом.

ijH)

i,{t) Lz()

Фиг. г

Изобретение может быть использовано для определения динамической индуктивности электромагнитных элементов радиоэлектронной аппаратуры, электрических машин, преобразовательных устройств. Целью изобретения является повышение точности вьшолняе- мых измерений. Устройством измеряется величина динамической индуктивности катушки при заданном значении тока,в измеряемой катушке. При повторении измерения определяется кривая зависимости величины динамической индуктивности от тока. Устройство содержит измеряемую 1 и эталонную 2 катушки индуктивности, регулировочный резистор 3, безындукционный шунт 4, источник 5 постоянного напряжения, . резистор 6 нижнего уровня, ключ 8, электронный осциллограф 9. Дпя исключения возникновения дуги и снижения точности измерений в качестве ключа 8 используются высоковольтные размыкатели или реле с дугогаситель- ным устройством. 2 ил. с 9 (Л с со о: Ф1/г.1