Мост с индукти?о связанными плечами Советский патент 1974 года по МПК G01R17/12 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, точнее к той ее области, которая занимается измерением комплексных сопротивлений при помощи мостовых и компенсационных измерительных цепей переменног тока.

Известен мост с индуктивно связанными плечами для измерения комплексных сопротивлений, содержащий источник питания, трансформатор напряжения, индуктивный компаратор то-ков, нуль-орган и образцовые меры. Для снижения влияния на точность измерений внутренних сопротивлений обмоток трансформатора нанряжения и компаратора токов, а также сонротнвления соединительных проводов, включенных в ветви моста последовательно с измеряемым объектом, применено устройство комненсации, представляющее собой усилитель напряжения, входные зажимы которого нодключены к цепочке из последовательно соединенных дополнительной обмотки на трансформаторе напряжения и измеряемого сопротивления, а выход усилителя включен в ветвь с измеряемым сопротивлением.

Однако в таком устройстве при измерении параметров комплексных сопротивлений индуктивного характера необходимо дублировать регулируемую обмотку на трансформаторе нанряжения в ветви с измеряемым объектом. Очевидно, что если регулируемая обмотка содержит 4-5 разрядов, то дублирование переключаемых витков и коммутирующих элементов связано с определенными трудностями конструктивного характера. Кроме того, дополнительная погрешность нзмереннй возннкает из-за влияния выходного сопротивления усилителя, включенного в ветвь моста последовательно с измеряемым объектом. Устойчивость известного компенсирующего устройства ограничена, так как в цепи обратной связи усилителя включены малые внутренние сопротивления компенсируемой н дополнительной обмоток, что ограничивает величину коэффициента усиления усилителя и, следовательно, точность комненсации.

В предлагаемом устройстве повышенне точности измерений малых комплексных сопротивлений достигается за счет того, что входные зажимы усилителя наиряження подключаются к зажимам обмоток, влияние остаточных параметров которых компенсируется, а выход усилителя через последовательно соединенные дополнительную обмотку и дополнительную образцовую меру включается параллельно входу усилителя. При этом в выходной цепи усилителя формируется компенсирующий ток с точностью до коэффициента передачи усилителя, равный рабочему току в измерительной цепи, но протекающий в компенсируемых рабочих обмотках встречно с рабочим

током. Этим практически достигается обесточивание рабочих обмоток, за счет чего исключается влияние падений напряжения на остаточных сопротивлениях обмоток.

Принципиальная схема предлагаемого моста представлена на чертеже.

Устройство содержит генератор 1, входной трансформатор 2 напряжения с тесно связанными вторичными обмотками 3, 4 и 5, сравниваемые измеряемое 6 и образцовое 7 сопротивления, указатель 8 равновесия, устройство компенсации с усилителем 9 напряжения и дополнительным образцовым сопротивлением 10.

Выбор коэффициента передачи усилителя 9 определяется из тех соображений, чтобы число БИТКОВ в дополнительной обмотке 3 было нерегулируемым при уравновешивании мостовой цепи регулированием числа витков в одной из рабочих обмото к. Так, например, при измерении сопротивлений ем.костного характера регулируется число витков .в обмотке 5. В этом случае коэффициент передачи усилителя прини.л1ается равным двум. На вход усилителя подается напряжение, равное суммарному напряжению обмоток 4 и 5, его выходное напряжение равно удвоенному значению приложенного. Выход усилителя через сопротивление 10 подключен к зажимам нос.тедовательно соединенных обмоток 4, 5 и 3. Если nil , результирующее напряжение в выходной цепи усилителя равно напряжению на зажимах обмотки 5 и при гц ZQ через обмотки 4, 5 и 3 протекает ток, примерно равный рабочему току измерительной цепи, но направленный вторично, в результате чего обмотки 4 и 5 обесточены с точностью, ограниченной погрешностью :коэффициента передачи усилителя.

При излгерении сопротивлений индуктивного характера мост уравновешивается регулированием числа витков в обмотке 4. В этом случае желательно выбрать т1 тз и коэффициент передачи усилителя принять равным единице. На вход усилителя (или в данном случае повторителя напряжения) подается напряжение с зажимов обмоток 4 и 5. Полярность обмотки 3, включенной на выходе усилителя, изменяется таким образом, что ее напряжение суммируется с выходным напряжеиием усилителя и встречно с напряжением па зажимах обмоток 4 и 5. Результирующее папряжение в выходной цепи усилителя, приложенное :К сопротивлению гц ZQ, равно напряжению па зажимах обмотки nii /Пз, в

результате чего в цепи создается компенсирующий ток, равный рабочему току и протекаюП1,ий по обмоткам 4 и 5 во встречном направлении н обесточивающий их. Обесточивание обмоток значительно облегчает работу ключей, переключающих числа витков в регулируемых обмотках.

Применение предлагаемого компенсирующего устройства обеспечивает высокую точность измерения малых комплексных сопротивлений. Выходное сопротивление усилителя включено во всномогательной, компенсирующей ветви и не влияет на точность измерений. Устойчивость работы устройства достаточно высока, как в цепи обратной связи усилителя включено довольно большое образцовое сопротивление.

Предмет изобретения

Мост с индуктивно связанными плечами, содержащий источник питан-ия, трансформатор напряжения, образцовые меры, указатель равновесия и устройство компенсации влияния

остаточных параметров трансформатора, включаюпгее в себя усилитель напряжения и дополнительную обмотку па трапсформаторе, отличающийся тем, что, с целью упрощения комиенсации влияния остаточных параметров

обеих рабочих обмоток трапсформатора, п нем вход усилителя подключен к зажимам последовательно соединенных упомянутых обмоток, а выход через последовательно соединенные дополнительную обмотку и дополнительную образцовую меру - параллельно входу тилителя.