УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Советский патент 1936 года по МПК G01R27/14 

Известны уже устройства для измерения сопротивлений на переменном токе, основанные на применении ферродинамического прибора без противодействующего момента, подвижная часть которого автоматически устанавливается в такое положение, когда индуктированная в ней переменным магнитным потоком ярма электродвижущая сила становится равной падению напряжения на измеряемом сопротивлении, приложенном к рамке. Если и измеряемое сопротивление, и намагничивающую обмотку прибора питать от общего источника напряжения, причем последовательно с измеряемым сопротивлением включить некоторое постоянное сопротивление, то отклонение прибора будет зависеть только от величины измеряемого сопротивления, не завися от напряжения и частоты питающего тока, а также от сопротивления соединительных проводов.

Однако, подобные устройства имеют тот недостаток, что допускают измерение лишь абсолютной величины сопротивления, в то время, как в целом ряде случаев, например, при измерении температуры электрическим способом, желательно знать лишь изменения сопротивления.

Настоящее изобретение имеет, целью устранить этот недостаток. С этой целью в цепь рамки ферродинамического измерительного прибора последовательно с измеряемым сопротивлением включено известное постоянное сопротивление, причем питающие оба сопротивления напряжения направлены так, чтобы к рамке прибора была приложена разность напряжений на измеряемом и известном сопротивлениях.

Устройство состоит из трансформатора Т с двумя вторичными обмотками (фиг. 1), одна из которых через постоянное сопротивление R₁ включена на измеряемое сопротивление R_x, а вторая также через постоянное сопротивление R₂ - на известное сопротивление R₃. Сопротивления R_x и R₃, соединенные последовательно, включены в цепь рамки прибора G через компенсационную обмотку S. Питание первичной обмотки трансформатора и соединенной с ней параллельно обмотки возбуждения прибора производится от сети переменного тока. Обмотка А служит для согласования фаз приложенного напряжения и электродвижущей силы рамки.

Действие устройства заключается в следующем. Вначале, когда падения напряжения на измеряемом и известном сопротивлениях U_x и U₃ равны друг другу, к рамке G напряжение не приложено. Индуктированное в ней напряжение компенсируется электродвижущей силой обмотки S и рамка занимает положение,, изображенное на фиг. 1. По мере изменения R_x приложенное к рамке напряжение U=U_x-U₃ возрастает, вызывая в рамке ток, который поворачивает ее в новое положение, так чтобы ее собственная э.д. скомпенсировала приращение приложенного напряжения.

Если применить прибор с цилиндрическим железным сердечником и концентрическими ему полюсными наконечниками, то, как показывает опыт, индуктированная в рамке электродвижущая сила растет пропорционально углу поворота в пределах 150° (фиг. 2). В этом случае отклонение прибора будет пропорционально изменениям сопротивления R_х.

При желании можно получить и неравномерную шкалу. Для этого нужно соответствующим образом изменить форму сердечника или полюсных наконечников. Если удалить компенсационную обмотку S, то в начальном положении рамка прибора установится на оси так, что нулевая отметка будет посередине шкалы. В этом случае одна половина шкалы будет соответствовать уменьшению сопротивленя R_х, а вторая - увеличению.

Описанное устройство может быть применено во всех тех случаях, где измеряемая величина вызывает изменения сопротивления. При этом измерения могут быть переданы на расстояние. Удобно, например, применить его для измерения температуры. Подбором параметров устройства легко получить шкалу на желаемый, диапазон температур, например, от 900 до 1000°.

Устройство допускает также суммирование показаний нескольких датчиков. На фиг. 3 изображена соответствующая схема, где через r₁, r₂, r₃ обозначены реостатные преобразователи. Без дальнейших пояснений ясно, что устройство допускает получение как отдельных показаний, так и частичных сумм в любой комбинации.

Устройство для измерения электрических сопротивлений с применением ферродинамического прибора без противодействующего момента, к рамке которого в положении равновесия индуктируется э.д.с., равная и противоположная приложенному напряжению, отличающееся тем, что на вторичные обмотки питающего трансформатора включены измеряемое и известное сопротивления, соединенные последовательно таким образом, чтобы результирующее напряжение на концах обмоток, приложенное к рамке прибора, было равно разности падений напряжения на измеряемом и известном сопротивлениях.