УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ЧЕТЫРЕХЗАЖИМНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01R27/02 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения постоянной времени четырехзажимных сопротивлений на переменном токе без наличия эталона постоянной времени или опорного сопротивления с известными частотными характеристиками.

Известно аналогичное устройство, состоящее из генератора, трансформаторов тока и напряжения, компенсатора, опорного сопротивления, индикатора нуля, амперметра, а также двух четырехзажимных сопротивлений, одно из которых испытуемое, а другое - его геометрическая копия, выполненная из материала с много меньшим удельным сопротивлением, чем у материала оригинала.

Такое устройство позволяет определять фазовую погрешность сопротивлений и их постоянные времени.

Однако во вторичной цепи трансформатора тока последовательно с испытуемым сопротивлением должно быть включено опорное сопротивление с постоянной времени пренебрежимо малой по сравнению с постоянной времени испытуемого сопротивления. При необходимости испытания сопротивления с постоянной времени 10- сек создание опорного сопротивления с постоянной времени много меньшей 10 сек практически трудно осуш,естБимо. Необходимо использование высокоточно2

го компенсатора, градуированного по обеим активной и реактивной составляюш,им компенсируемого напряжения.

Необходимо применение трансформатора тока с малыми угловыми погрешностями (угловая погрешность трансформатора входит в результат измерения), что ограничивает диапазоны номинальных значений испытуемых сопротивлений (0,1 ом) и частот (50 гц), так как погрешность его зависит от величины нагрузки и частоты.

Целью изобретения является расширение диапазона величин поверяемых сопротивлений и рабочих частот.

Это достигается тем, что напряжения, снимаемые с потенпиальных зажимов поверяемого сопротивления и его копии подаются непосредственно на фазометр, а фазовые соотношения между векторами токов в первичной и вторичной обмотках, нарушаемые при изменении нагрузки или рабочей частоты, определяются с помощью датчиков фазы токов, например индуктивных, тем же фазометром.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство .состоит из источника синусоидального напряжения 1, питающего первичную обмотку трансформатора тока 2, последовательно с которой через токовые зажимы включено четырехзажимное сопротивление 3, представляющее собой геометрическую копию поверяемого соиротивления 4, а также первичная обмотка воздушного трансформатора 5, являющегося индуктивным датчиком фазы тока /1, цепи первичной обмотки. Последовательно со вторичной обмотки трансформатора 2 через токовые зажимы включено поверяемое, сопротивление 4 и первичпая обмотка воздушного трансформатора 6, являющегося датчиком фазы тока /2 в пепи вторичной обмотки трансформатора 2. Э. д. с. EI и 2, индуцируемые во вторичных обмотках датчиков 5 и 6 фазы токов /1 и /2, или напряжения Ох и U, снимаемые с потенциальпых зажимов сравниваемых сопротивлений 3 и 4 могут попеременно подаваться на фазометр 7. Комплексные сопротивления поверяемого образца и его копии можно записать в следующем виде: 4-.o+ j-i4i-6 - (1) 2к () |2к|е (2) В выражениях 1 и 2 х и RK - активные сопротивления поверяемого образца и его копии в момепт измерения (до частот близки к омическим), Тх и Тк - постоянные времени Z и ZK, равные т - эфф эФФ 4г - р р KJ:KK Причем Ьэфф - эффективная индуктивность, учитывающая собственную индуктивность сопротивлений, взаимную индуктивность между токовыми и потенциальными цепями сопротивлений и их емкостные составляющие, фж и Фк - аргументы комплексов Zx и ZK, равные соответственно (p arctgu)T, .« arctga)(4) Если выполняются условия датж даткС1, то с достаточно хорошим приближением можно считать л: и ср : (О TK(5, 6) Если ток в цепи первичной обмотки трансформатора тока 2 равен/1 1/1 jeJ, напряжение UK, снимаемое с потенциальных зажимов ZK будет: /7 - / 7 - I / I . I 7 I (7 UK - -i - Mil ) Во вторичной обмотке трансформатора тока 2 индуцируется э. д. с., вызывающая ток /2, протекающий через вторичную обмотку трансформатора тока 2 и поверяемое сопротивление. По модулю коэффициент трансформации трансформатора тока можно выбрать равным отнощению сопротивлений копии и поверяемого образца. В этом случае сравниваемые напряжения U и (J будут близки друг к другу. Однако по фазе вектор тока /i может не совпадать с перевернутым на 180° вектором тока /2 на некоторый угол бтр. т обуславливаемый угловой ошибкой трансформатора тока. Поворот вектора тока /2 на 180° осуществляется с помощью встречного включения обмоток трансформатора тока 2. бтр. . Таким образом, ток /2 в цепи вторичной обмотки равен: /; |/,1.е(+ р-т,(8) Напряжение Ux на потенциальных зажимах Zx при токе /2 через него равно: // - / .7 - I/ .17 f,.T+fx)/q Ujf - а я Если фазометр 7 (погрешность фазометра можно исключить благодаря двум измерениям с переменной каналов) измеряет непосредственно сдвиг фаз между V и 1), то этот угол (см. выражения 7 и 9) будет равен i- - Тк - - 5тр.т, учитывая выражения 5 и 6 и то, что Ф-.- -О-Ч-т. V к/ отсюда Если условие (йТх( не выполняется (углы ф и бтр.т даны в радианах, Тх - в сек), то величину б более точно определяет выражение:tg + . -|- ).( i tgftg5 Как видно из выражений 11 и 12 для определения Тж необходимо знать также угловую ошибку трансформатора тока 2. Величина этой ошибки бтр. т определяется путем измерения разности фаз между токами /ь /2, протекающими во вторичной и первичной обмотке трансформатора с помощью датчиков фазы токов. Таким образом, измерив фазометром угол сдвига фаз ij) между напряжениями V и {)« и угловую ошибку трансформатора тока бтр. т, по выражениям 10 или 12 вычисляют постоянную времени поверяемого сопротивления. Предмет изобретения Устройство для измерения постоянной времени четырехзажимпого сопротивления, содеращее фазоизмерительное устройство, источник синусоидального напряжения, трансфоратор тока, первичная обмотка которого последовательно соединена с токовыми зажимами сопротивления идентичного поверяемому, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона поверяемых сопротивлений и рабочих частот, вторичная обмотка трансформатора последовательно соединена с токовыми зажимами поверяемого сопротивления, потенциальные зажимы поверяемого сопротивления и идентичного ему соединены с фазоизмерительным устройством через коммутатор, а в первичную и вторичную обмотки трансформатора включены датчики фазы токов, соединенные с фазоизмерительным устройством через коммутатор.