МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1974 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к четырехллечим мостам переменного тока для измерения параметров комплексного сопротивления

Известные мосты переменного тока, содержащие измерительную цепь с органами уравновешивания и органом выбора диапазона измерения, выполненным в виде параллельных наборов образцовых конденсаторов и резисторов и последовательно соединенных с ними ключей, подсоединенные параллельно плечам ррганов уравновешивания повторители напряжения с трансформаторами на выходах, генератор и усилитель сиг.нала разбаланса, имеют сравнительно боль- шие погрешности измерения параметров комплексных сопротивлений, обусловленные сопротивлениями замкнутых ключей, эквивалентными сопротивлениями потерь образцовых конденсаторов органа выбора диапазона или частотной зависимостью цепей компенсация этих параметре, паразитными емкостями, шунтирующими плечо выбора диапазона, а также емкостью соединительного кабеля при дистанционных измерениях

или паразитной емкостью, шунтирующей плечо моста, смежное с плечом измеряемого объекта со стороны диагонали питания, при трехзажимном подключении объекта измерения.

Предложенный мост имеет большую точность, так как в нем все образцовые резисторы органа выбора диапазона, кроме име ющего максимальную п азитную емкость, шунтированы конденсаторами, а последовательно с каждым ключом, коммутирующим образцовые конденсаторы, включены дополнительные резисторы, причем к общим точкам этих резисторов и ключей подсоединены дополнительные конденсаторы, вторые выводы которых соединены с одной из вторичных обмоток выходного трансформатора повторителя напряжения плеча органа уравновешивания, смежного с плечом органа выбора диапазона, второй вывод которой связан с диагональю питания, а другая вторичная обмотка этого трансформатора включена через компенсирующий конденсатор параллельно органу выбора дцапазона; вторичная обмотка выходного трансформатора повторителя напряжения плеча органа урав нове1И} ваш1я, смежного с измеряемым объе том, подключена через второй компенсирую щий конденсатор переменной емкости параллельно органу уравновешивания, На чертеже представлена принципиальная схема моста. Измерительная цепь показана в режиме измерения параметров eivKOcTHOro объекта с потерями по последовательной схеме за- мещенпя, подключенного при помощи соеди нительного кабеля 2. Схема включает орг выбора диапазона измерения выполненный в виде параллельных наборов образцовых резисторов 3 и образцовых конденсаторов 4 (для упроиюлия показаны только два. элемента), переключаемых соответственно ключами 5 и 6, например, транзисторными два дискретных органа уравновешивания 7 8 и два обрсазцовых резистора 9, Ю. Органы уравнОБешива1Шя 7 и 8 выпол- иены соответственно в виде переключаемы транзнсторными ключами параллельны. наборов конденсаторов и резисторов. Диагональ питания: измерительной цепи подключена через трансформатор 11 к генератору 12, а измерительная диагональ соединена с усили -елем разбаланса 13, Мост содержит также устройства коммутации ключей 14 и повторители напряжения 15 и 16. входы которых подключены пара лельно плечам органов уравновешивания. Универсальность моста реализуется при помощи переключений контактов 17 реле, служащих для перестройки измерительной цепи применительно к различным типам объектов измерения: емкости по последовательной или параллельной схемам замещения ti активного сопротивления с индуктивной или емкостной составляющей. Для компенсации сопротивления потерь образцовых конденсаторов 4 органа выбора диапазона и сопротивлений замкнутых ключей 6 последовательно с ними вкшочеHt. добавочные резисторы 18 с сопротивлением Г; , близким по величине к сум- ме соп11Отивлеиий PL,- замкнутого ключа и эгчвивалентнохО сопротивления потерь 1ереклк1чаемого им образцового конденса- тора емко.;тью С- по последовательной tсхеме замещения, равного Я К точкам соединении ключей 6 и резисторов 18 под- сг единеш дополнительные конденсаторы ; 19 с емкостью С. , имеющие об:иую точку, соединенную с обмоткой 2О трансформатора 21, первичная обмотка 22 которого соединена через конденсатор 23 с выходом повторителя напряжения 15. Так как fu.- .Bat. l по сравнениюсусос . t , где К - отношение витков обмоток 2О, 22, Компенсирующее напряжение снимается с плеча, смежного с плечом орг-ана выбора диапазона со стороны диагонали литания, так как это проще, а при равновесии моста напряжения на этих плечах равны. Компенсация паразитных емкостей, шунтирующих орган выбора диапазона, особенно важна в тех случаях, когда в качестве органа выбора диапазона используется набор резисторов 3, поскольку при этом паразитная емкость не может быть скомпенсирована изменением величины образцовой меры, как этом может быть сделано в случае образцового конденсатора. Для обеспечения возможности компенсации необходимо выравнять паразитные емкости, шунтирующие резисторы 3, увеличив их включением конденсаторов/24 до значения максимальной паразитной емкости С, . Компенсирующее напряжение снимается с обмотки 25 трансформатора 21. Емкость компенсирующего конденсатора 26 - С., - С, (К 1.niCl; J. -1), где К. - отношение чисел витков об моток 25 и 22, большее единицы. Для компенсации емкости соединительного кабеля 2 параллельно органу уравноешивания 8 подсоединена через компенсирующий конденсатор переменной емкос:тн вторичная обмотка трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выходу повторителя напряжения 16 (конденсатор и трансформатор на чер1еже не показаны). Аналогичная компенсация сопротивления ключей и эквивалентных сопротивлений потерь образцовых конденсаторов может бы1Ь использована и в органах уравновещивания. Предмет изобретения 1. Мост неременного тока, содержаи1ий измерительную цепь с органами уравновеивания и органом выбора диапазона измерения, выполненным в виде параллельных наборов образцовых конденсаторов и езисторов и последовательно соединенных

с ними ключей, подсоединенные параллельно плечам органов уравновешивания повторители напряжения с трансформаторами на выходах, генератор и у«5шштель сигнала разбаланса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в нем все образцовые резисторы органа выбора диапазона, кроме имеющего максимальную паразитную емкость, шунтированы конденсаторами, а псюледовательно с каждым ключом, коммутирующим образцовые конденсаторы, включены дополнительные резисторы, причем к общим точкам этих резисторов и ключей подсоединены дополнительные конденсаторы, вторые выводы которых соединены с одной из втооичных обмоток выходного трансформатора повтори;Теля напряжения плеча органа уравновешИ ванияг смежного с плечом органа выбора диапазона, второй вьтод которой связан с диагональю питания, а другая вторичная обмотка этого трансформатора включена через компенсирующий конденсатор параллельно органу вьшора диапазона.

2, Мост по п. 1, отличающийС Я тем, что в нем вторичная обмотка выходного трансформатора повторителя на; пряжения плеча органа уравновешивания, смежного с измеряемым объектом, подключена через второй компенсигту - пчпкоиденсатор переменной емкости .ii:.,i)o этому органу уравновешивания.

427287