ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ПЛЕЧАМИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Советский патент 1971 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известны различные типы мостов с индуктивно связанными плечами для измерения комплексных сопротивлений. Одни содержат набор высокоточных образцовых мер различных значений, что делает их дорогими, другие требуют только одной активной и одной реактивной меры и уравновешиваются с помон1ью индуктивных делителей напряжения, но имеют меньшую точность, так как индуктивные делители нанряжения по сравнению с трансформатором напряжения обладают значительно больши.м выходным сопротивлением, поэтому их нельзя нагружать током, не увеличивая при этом погрешности.

Известны также .мосты, в которых трансформатор нанряжения и индуктивный делитель напряжения работают в режиме компаратора напряжений, и ток через них не течет и, следовательно, они не имеют погрешности, вызванной выходным сопротивлением индуктивного делителя напряжения. Но такие мосты не обеспечивают прямого отсчета измеряемой величины и для получения результата измерения необходимо нроизводить вычисления, что часто неудобно.

Предлагаемый мост, содержаш,ий трансформатор напряжения, нуль-иядикатор, два индуктивных делителя нанряжения, подсоединенных к регулируемой вторичной обмотке трансформатора напрял ения, образцовые активную и реактивную меры, калсдая из которых подключена к одному из делителей, позволяет повысить точность измерения и получить непосредственный отсчет измеряемых величин благодаря тому, что он снабжен вспомогательным трансформатором напряжения с первичной об.моткой, соединенной с нервичной обмоткой ранее уномянутого трансформатора, и с тремя вторичными обмотками, две из которых выполнены регулируемыми и имеющими числа витков, пропорциональные числу витков регулируемой вторичной обмотки основного трансформатора, а третья - идентична обмотке последнего в ветви измеряемого объекта, вспомогательными индуктивными делителями напряжения и активными и реактивными сопротивлениями, пропорциональными соответственно активной и реактивной образцовым мерам, причем вторые концы активного и реактивного сопротивлений, подсоединенных к делителям нанрял ения одной регулируемой обмотки вспомогательного

трансформатора, соединены с из.меряемым объектом со стороны трансформатора напрял ения, а вторые концы активного и реактивного сопротивлений, подсоединенных к делителям нанрял ения другой регулируемой обдипены соответствен:по с образцовыми активной и реактивной мерами со стороны основных делителей нанряжения.

Для ускорения нроцесса уравновешивания моста в нем нереключатели витков соответствующих обмоток основного и всномогательного трансформаторов нанряжения и иереключатели соответствующих основных и вспомогательных делителей нанряжения связаны между собой, нанример, механически.

На чертеже ноказан нредлагаемый мост.

К источнику питания 1 нодключена первичная обмотка 2 трансформатора нанряжения Tpi. Этот трансформатор имеет две втоРичные обмотки, между которыми обеспечена тесная индуктивная связь: нерегулируемую обмотку 3, служан1ую для выбора предела измерения, и регулируемую обмотку 4, к которой подключены два индуктивных делителя 5 и 6 напряжения. К выводам обмотки 3 подключают измеряемое сопротивление 7, к выводам делителя 5 - образцовое реактивное сонротивление 8, а к выводам делителя 6 - образцовое активное сонротивление 9. Вторые копцы всех сопротивлений соединены вместе и подк.тючены к нуль-ипдикатору 10. Первичная обмотка 1 всномогательного трансформатора Тр2 нодк.тючена к источнику питания 1, а его вторичная обмотка состоит из трех последовательно включенных обмоток 12-14. 1 обмотке 12, число витков в которой проиорционально числу витков в обмотке 4 трансформатора Трь подключены делители 15 и 16 папряжения. Обмотка 13 нмеет число витков, пропорциопальиое числу витков обмотки 3. Обмотка 14 имеет число витков, пронорциональное числу витков обмотки 4. К обмотке 14 подключены два делителя 17 и 18 напрял ения. К вывода1М делителей 15 и 17 подключены соответственно вспомогательные реактивные сопротивления 19 и 20, нронорциопальные сопротивлению 8. К выводам делителей 16 и 18 подключены соответственно сопротивления 21 и 22. Вторые концы сопротивлений 19 и 21 подключены соответственно к высокопотенциальным выводам сопротивлений 8 и 9, а выводы сопротивлений 20 и 22 подключены к высокопотенциальному выводу сопротивления 7. При отсутствии трансформатора Трг для равновесия моста необходимо, чтобы сумма токов через сонротивле}1ия 8 и 9 была бы равна току через сопротивление 7. Для этого необходимо, чтобы папряжепяе па выходе делителей 5 и 6 были бы нропорциопальны сопротивлепиям S и Я а напряжение на выходе соответственно нронорционально сопротивлепню 7. Как нзвестио, при прохождении тока через обмотки 3 и 4 и делители 5 и 6 будет вполне определенное надение напряжения, зависяпхее от величины полного выходного сопротивления этих обмоток и делителей. Для компенсапнн этого падения .напряжения приходится несколько увеличивать (и.ти уменьшать) папряженпе на регулируемой обмотке. Поэтому напряжения

на обмотках не будут равны напряжениям на сопротивлениях. Так возпикает ногретнность измерения. РЬвестпо, что эту погрешпость можно исключить, если потреблять ток для

измерения от всномогательного источника. В предлагаемом мосте таким вспомогательным источпиком и служит трансформатор Тр2. Пели сопротивление 19 равно сопротивлепию 8, а панряжение па выходе делителя 15 равпо удвоенному )апряжению на выходе делителя 6, причем напряжелию соответствующего состояния равповесия моста, то весь ток через соиротивлепия 8 и 19 будет потребляться от обмотки 12. От обмотки 4 ток потребляться не будет. Для того, чтобы ток пе потреблялся от обмотки 3, пеобходимо, чтобы сопротивление 20 было равно сонротивлению S, сонротивлепие 22 равно сопротив.тению 9, напряжепие на вЕ ьходе делителя 17 было равно сумме двух напряжений: на выходе обмоткн 3 и на выходе делителя 6. Соответственно напряжение па выходе делителя 18 равно су.мме напряже шй на выходе обмотки 3 и делителя 6. Для сопротивлений 9 и 2/ должпы

быть выполпены аналогичные условия, что и для сопротнвлений 8 и 19. Если числа вигков первичных обмоток 2 и 11 равны (коэф(зициепт пропорциональности равеН единице), а сопротивлення 19 и 20 равны сонротивлению 8 и соответственно сопротивлепия 21 и 22 - сопротивлению 9, то обмотка должна иметь удвоепное число витков по сравнению с обмоткой 4 (коэффициент пропорциональности-два). Соответственно обмотка 13 должна

иметь число витков, равное с обмоткой 3 (коэффициент пропорциопальности единица), и обмотка 14 - число витков, равное с об.моткой 4 (коэффициент нропорциопальности - едипица). Если же отпошепие витков

обмоток 2 и 11 не равно единице, то соотзетствеппо меняются и все другие коэффицие1 ты нронорциопальности.

Для того, чтобы ускорить процесс уравноиспшваиия, необходимо связать переключатели делителей 5, 15, /7 и соответствеипо делителей 6, 16, 18, а также переключатели пределов об.моток 3 и 13 между собой, папример .мехапически. Это нетрудно сделать, если носадить их соответстве П о на ось переключателя. (На чертеже показаны только связи 1ереключателей обмоток 3 и 13 и старших декад делителей о, 15, 17). В момент равно11ссия отсчет измеряемого сопротивлепия производят по отнон1ению витков обмоток 3 к 4

1 величине сопротивлений 8 и 5. Если сопротивления 8 и 9 равпы /О, где п - целое чис,10, то сразу получают прямой отсчет измеряемого сопротивления. Если делители 5 и 6 имеют больиюе число декад (например

1иесть-восемь), то делители 15, 16, 17 и 1Ь могут иметь только две-четыре декады. В этом случае ток через делители 5 и 5 будет умепьшен на два-четыре порядка. Соответственно на два - четыре порядка будет