Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления Советский патент 1991 года по МПК H01F40/14 G01R27/00 H03H7/01 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, при построении образцовых мер и магазинов емкости больших номинальных значений, а также мер и магазинов индуктивности и активного сопротивления малых номинальных значений, применяемых, например, для поверки точности измерителей комплексного сопротивления.

Цель изобретения - расширение диапазона преобразования комплексного сопротивления и повышение точности преобразования.

На чертеже представлена структурная схема четырехзажимного трансформаторного преобразователя комплексного сопротивления.

Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления содержит трансформатор с сердечниками 1-1. 1-2 1-п.первичной обмоткой 2,

вторичными обмотками 3-1, 3-2З-n. выполненными с отводами 4-1. 4-24-п от

частей вторичных обмоток, и образцовые элементы 5-1. 5-25-п комплексного сопротивления. Обмотки 2. 3-1. 4-1 выполнены на п сердечниках, обмотки 3-2 и 4-2 выполнены на п-1 сердечниках, аналогично обмотки З-i и 4-i выполнены на (п - I + 1) сердечниках. Отводы 4-1. 4-24-п совмещены с обмотками 3-1. 3-2З-n Отводы

4-1, 4-24-п вторичных обмоток соединены между собой последовательно и согласно, а отвод 4-1 вторичной обмотки и конец З-n вторичной обмотки являются первым 6 и вторым 7 потенциальным выводами четырехзажимного трансформаторного преобразователя комплексного сопротивления, его токовые выводы 8 и 9.

О СП

о о о

Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления работает следующим образом

При включении преобразователя в электроизмерительную цепь к его токовым выводам (выводы обмотки 2) прикладывается определенное напряжение При этом через элемент 5-1 будет протекать ток, пропорциональный коэффициенту трансформации между обмотками 2 и 3-1, и формируется соответствующее напряжение на элементе 5-1. При нулевом значении активного сопротивления обмотки 3-1 напряжение на элементе 5-1 равно ЭДС обмотки 3-1 и трансформируется в отвод 4-1, подключенный к потенциальным зажимам меры. В результате напряжение, сформированное на потенциальных зажимах преобразователя, пропорционально полному сопротивлению элемента 5-1 (L0), коэффициенту трансформации между обмотками 2 и 3-1 и обратно пропорционально коэффициенту трансформации между обмоткой 3-1 и отводом 4-1.

Эквивалентное сопротивление (L3) трансформаторного преобразователя, определяемое отношением напряжения на потенциальных зажимах меры к току, протекающему в его первичной обмотке 2 равно

ГП2 ГП4

L-Э - LOт -

ТТЛ

(1)

где ГП2. гпз, ПЛ4 - числа витков в обмотках 2 3-1 и отводе 4-1 соответственно

Однако в реальном преобразователе эквивалентное сопротивление формируется с погрешностями Эти погрешности обуславливаются во-первых, наличием активного сопротивления обмотки 3-1, которое влияет на величину тока в указанной обмотке, во- вторых, наличием тока намагничивания сердечника 1-1, обуславливающим нарушение пропорциональности между токами в обмотках 2 и 3-1 Для компенсации погрешности преобразования используются сердечники 1-2, 1-3, , 1-п, обмотки 3-2. 3-3. .., 3-п и элементы 5 -2, 5-3, ,5 п Ввиду наличия магнитного потока в сердечнике 1-2 в обмоткеЗ-2 формируется ток, примерно равный приведенному к обмотке 3-2 току намагничивания сердечника 1-1 Этот ток создает падение напряжения на элементе 5-2, котооое трансформируется в отвод 4- 2 и увеличивает напряжение на потенциальных зажимах преобразователя Таким образом компенсируются погрешности первого порядка, обусловленные влиянием тока намагничивания сердечника 1-1. Однако из-за неполного размагничивания сердечника 1- 2 возникают погрешности второго порядка

малости Эти погрешности компенсируются при помощи сердечника 1 3 обмотки 3-3 и элемента и т д В результате такого схемного решения удается скомпенсировать погрешности, обусловленные влиянием тока намагничивания до величины (п - 1)-го порядка малости включительно

Погрешность, обусловленная активным сопротивлением обмотки 3 1 компенсирует0 ся за счет автотрансформаторного выполне ния потенциальных цепей преобразователя

При этом падение напряжения на активном сопротивлении обмотки 4- 1 суммируется с ЭДС, наведенной в этой обмотке, за

5 счет чего повышается напряжение на потенциальных зажимах меры При этом компенсируется погрешность первого порядка малости Для компенсации более высоких порядков малости этой погрешности съем

0 напряжения с обмоток 3 2 3 птакжеосу- ществляется автотрансформаторным путем (отводы 4 2. 4 п) При выполнении обмотки 3 1 (включая и отвод 4 1) а также каждой из обмоток З-i (включая отвод 4 i) одинако5 вым проводом удается скомпенсировать указанную погрешность до величин n-го порядка малости.

При этом наличие двойного преобразования комплексного сопротивления (из обмотки

0 2 в обмотку 3-1. а затем из обмотки 3-1 в отвод 4-1) позволяет весьма существенно расширить диапазон преобразования комплексного сопротивления (в гщ/rru раз) Кроме того, наличие автотрансформаторного под5 ключения потенциальных цепей преобразогтъ, гти ,.

вателя позволяет в - раз (где - « 1)

тзтз

снизить его выходное сопротивление, в свял зи с чем практически устраняются погрешности, обусловленные шунтированием потенциальных цепей преобразователя элементами схемы подключаемых к нему измерительных приборов

5В предлагаемом преобразователе возможна перемена местами токовых и потен циальных зажимов При этом точность преобразования комплексного сопротивления не изменится В общем случае числа

Q витков в обмотках 3-1, . 3-n MoiyT быть различными Кроме того различными могут быть числа витков в отводах 4-1 . 4-п и различными могут быть импедансы элементов 5-1. .. 5-п Однако, исходя из метроло5 гических,конструктивныхи

технологических соображении числа витков в обмотках 3-1. З-i обычно выбираются равными По этим же соображениям обычно выбираются равными числа витков

в отводах 4-1 4-п. а также выбираются

элементы 5-15-п с одинаковыми комплексными сопротивлениями. Регулирование эквивалентного сопротивления может осуществляться коммутацией витков в обмотке 2, совместной коммутацией витков в отводах 4-1, 4-2 4-п, а также совместным регулированием комплексного сопротивления элементов 5-15-п.

Изобретение позволяет строить трансформаторные меры емкостей больших номинальных значений, а также меры малой индуктивности и меры малого активного со- противления с высокими метрологическими характеристиками и обеспечивать метрологическую аттестацию современных измерителей комплексного сопротивления.

Формула изобретения

Четырехзажимный трансформаторный преобразователь комплексного сопротивления, содержащий трансформатор, выполненный на п сердечниках с первичной и п вторичными обмотками, параллельно каждой из вторичных обмоток подключен соответствующий образцовый элемент

комплексного сопротивления, при этом каждая 1-я вторичная обмотка трансформатора расположена на (п - I + 1) сердечниках (где 1 1,2п), а выводы первичной обмотки являются токовыми выводами четырехзажимноготрансформаторного

преобразователя комплексного сопротивления, отличающийся тем, что. с целью расширения диапазона преобразования комплексного сопротивления и повышения

точности преобразования, каждая вторичная обмотка выполнена с отводами, отвод j-й вторичной обмотки подключен к концу (j - 1)-й

вторичной обмотки (где j 2. 3п), а отвод

первой и конец n-й вторичных обмоток являются соответственно первым и вторым потенциальными выводами четырехзажимного трансформаторного преобразователя комплексного сопротивления.

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - рас- ширение диапазона преобразования комплексного сопротивления и повышение точности преобразования. Преобразователь содержит трансформатор и образцовые элементы 5-1, 5-25-п комплексного сопротивления. Для компенсации погрешности преобразования используются сердечники 1-2, 1-31-п, вторичные обмотки 3-2, 3-3, З-n и элементы 5-2, 5-3 5-п, При этом компенсируются погрешности первого порядка, обусловленные влиянием тока намагничивания сердечника 1-1. Погрешности второго порядка малости, возникающие из-за неполного размагничивания сердечника 1-2. компенсируются при помощи сердечника 1-3, обмотки 3-3 и элемента 5-3. Погрешность, обусловленная активным сопротивлением обмотки 3-1. компенсируется за счет автотрансформаторного выполнения (отводы 4-2... . 4-п) потенциальных цепей преобразователя Наличие двойного преобразования комплексного сопротивления (из обмотки 2 в обмотку 3-1, а затем из обмотки 3-1 в отвод 4-1) позволяет расширить диапазон преобразования комплексного сопротивления. 1 ил. Ј

в

7