МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Советский патент 1965 года по МПК G01R17/12 

Известны мосты для измерения комплекс ных сопротивлений, уравновешиваемые изменением числа витков обмоток трансформатора, образующих индуктивно связанные плечи, и содержащие источник питания, детектор равновесия, образцовые сопротивления и коммутирующие элементы.

Предлагаемый мост снабжен вспомогательными трансформаторами, число которых равно числу служащих для уравновешивания моста обмоток основного трансформатора, причем к началу каждой из упомянутых обмоток подсоединено начало вторичной обмотки соответственно одного из вспомогательных трансформаторов, концы вторичных обмоток всех вспомогательных трансформаторов соединены с землей и со средними точками бесконтактных ключей, посредством которых могут быть заземлены либо конец, либо начало соответствующей обмотки основного трансформатора, а первичные обмотки вспомогательных трансформаторов соединены последовательно и включены в плечо моста. В результате повышается быстродействие моста, так как становится возможным использовать для изменения числа витков обмоток бесконтактные ключи.

Параметру; на фиг. 3 - мост со сравнеййё. напряжений при уравновешивании также по одному параметру.

Ток /1, протекающий через сопротивление Zi, протекает также через все последовательно соединенные первичные обмотки LI, LZ, Lи Li вспомогательных трансформаторов /, 2, 3 и 4. Вторичные обмотки LI, L, , вспомогательных трансформаторов подключены соответственно к обмоткам LI, L, LS и L основного трансформатора 5. Между обмотками LI и L/, LZ и LZ, LS и LS, -4 и Ll существует тесная индуктивная связь.

Посредством обмоток LI - L производится на сердечнике трансформатора 5 сложение магнитных потоков от сердечников трансформаторов 1, 2, 3, 4, точнее сложение ампер-витков. Коммутация обмоток L/ - L/

и LI - /-4 производится ключами 6, 7, 8 w. 9, каждый из которых состоит из двух полупроводниковых триодов. Эмиттеры триодов заземлены, отпирающий ток базы выбирается таким, что триод в открытом состоянии проводит ток в обоих направлениях: эмиттер- коллектор и коллектор-эмиттер. При небольщих токах в обмотках тетрады это условие обеспечивается легко, а при необходимости коммутировать большие токи в обмотках трит. е. каждый ключ образуется из четырех триодов.

Когда все правые триоды ключей находятся в проводящем состоянии, а левые - в непроводящем, обмотки LI - L/ и LI - Ь нонарно соединены. В этом случае токи // - //, протекающие по змкнутым контурам обмоток, создают в сердечнике трансформатора 5 магнитный поток Ф. При равновесии моста магнитный поток Ф компенсируется магнитным потоком Фг, создаваемым дополнительной обмоткой трансформатора 5 (на фиг. 1 не показана). Следовательно результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора 5 будет равен нулю и обмотки L/ - L/ будут работать в режиме короткого замыкания. При этом результирующие потоки в сердечниках трансформаторов 1-4 будут порознь также равны нулю.

Поток 01 в сердечнике трансформатора 5, создаваемый токами в обмотках L - L/, будет равен

Ф.. „т- / 1 „// | 2 „// I 3 „// „// 1 аУ1 . 4),

П -iП 2П S«4

где п - число витков соответствующих обмоток, а - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров сердечника трансформатора 5.

Если какой-либо из ключей тетрады переходит в такое состояние, при котором его правый триод закрывается, а левый открывается, то соответствующая обмотка LI отключается и в приведенной выше формуле одно из количеств витков «i - «4 можно принять равным нулю. Если все ключи переходят в такое состояние, то Ф1 0. Если произведения п

п

сделать пропорциональными весовым коэффициентам двоично-десятичного кода, например J, 2, 4, 2, то соответствующей коммутацией ключей 6, 7, 8, 9 величину магнитного потока Фд можно менять дискретно в пределах от О до 9, т. е. производить уравновешивание моста в двоично-десятичной системе исчисления.

При равновесии моста, независимо от того, в каком состоянии находятся ключи, напряжения на всех 12 обмотках тетрады равны нулю, а следовательно, тетрада может быть легко защищена от влияния паразитных емкостей.

Если магнитиый поток Фа, который компенсирует магнитный поток Ф1, пропорционален количеству витков т,, то уравнение равновесия моста (для одной тетрады):

Щ „ | г „// | Я.Э „ 1 П4 I,

- -n,l + -nz+ 4 ), АV« 1«2ПзП )

где /2 - ток, создающий магнитный поток Фа, т2 - число включенных в схему витков до полнительной обмотки 10 трансформатора 5.

Уравнение равновесия, написанное для одной тетрады, распространяется и на многодекадный мост. Соотношение произведений витQ ков - га между соседними тетрадами должно быть равно 1 : 10.

Изображенные на фиг. 2 и 3 мосты построены из рассмотренных выще тетрад. Обе приведенные схемы пригодны для измерения

5 только одного параметра комплексных сопротивлений. Для построения быстродействующего моста, обеспечивающего измерение двух параметров комплексных сопротивлений, следует применить двойной мост с тесной индуктивной связью, где уравновешивание по одному параметру, например по емкости, осуществляется по схеме сравнения токов, а уравновешивание по другому, например по тангенсу угла потерь, осущетвляется по схеме сравнения напряжений, т. е. комбинацию схем, представленных на фиг. 2 и 3.

Предмет изобретения

Мост для измерения комплексных сопротивлений, уравновешиваемый изменением числа витков обмоток трансформатора, образующих

индуктивно связанные плечи, содержащий источник питания, детектор равновесия, образцовые сопротивления и коммутирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен вспомогательными трансформаторами, число которых равно числу служащих для уравновешивания моста обмоток основого трансформатора, причем к началу каждой из упомянутых обмоток подсоединено начало вторичной обмотки соответственно одного из вспомогательных трансформаторов, концы вторичных обмоток всех вспомогательных трансформаторов соединены с землей и со средними точками бесконтактных ключей, посредством которых могут быть

заземлены либо конец, либо начало соответствующей обмотки основного трансформатора, а первичные обмотки вспомогательных трансформаторов соединены последовательно и включены в плечо моста.

41

АА

Щ

LU

Фиг 3