Устройство для измерения сопротивления Советский патент 1938 года по МПК G01R27/14 

Описываемое ниже устройство предназначается для измерения активного и реактивного сопротивления на высокой частоте. Оно имеет специальные преимущества при измерении цепей, у которых cos ср близок к единице. Применяемые в настоящее время методы дают в этом случае. весьма малую точность. Схема одного из вариантов устройства изображена на фиг. 1. Здесь 7, 1 - зажимы, к которым присоединяется источник переменного тока 8, частота которого регулируется в пределах, необходимых для измерений, а 2,2 - зажимы, к которым присоединяется измеряемое сопротивление 5. Указанные зажимы соединены между собой отрезком двухпроводной линии 6, 6, с которой связана другая двухпроводная линия 7, 7. В этой вторичной линии на конце, обращенном к генератору, находится магазин эталонных активных и реактивных сопротивлений 4, на противоположном же конце индикатор 5.

Обозначим измеряемое сопротивление через Zx, сопротивление магазина - Zg, ток на зажимах 2-Д, ток через индикатор 5-/„, сопротивление индикатора - г,, длину вторичной линии- /. Тогда ток в конце вторичной линии, удаленном от генератора (т. е. ток через индикатор), будет:

Wf

И12

У/,

(1)

г

(г. + z) ctg ml + / Waz + Wj У

Здесь 021 с, И2 и 12 - различные волновые сопротивления, способы вычисления которых указаны изобретателем в статье, помещенной в Научно-Техническом Сборнике Института Связи Х° 17 1936 г.

В описываемом варианте измерение производится путем такого подбора сопротивления 2э, чтобы ток ц упал до нуля.

Приравнивая числитель к нулю, найдем:

We tti2

Zx г.

или, так как

WaiWa2 - Wc

We

Wai Wa2 - Oc

Другой вариант устройства для измерения сопротивлений изображен на фиг. 2. Здесь 1 - короткозамыкатель, 2 - градуированное реактивное сопротивление, 4 - магазин соответственно подобранных активных сопротивлений, - реостат дли регулирования тока, посылаемого генератором 8 в линию 6, 6. Индикатор 5 должен иметь шкалу, желательно, линейную.

Измерение производится следующим образом. Сперва помощью градуированных переменных реактивных сопротивлений (например, набора катущек и переменных конденсаторов) нейтрализуется реактивная слагающая измеряемого сопротивления 3. О резонансе судят по минимуму показаний индикатора 5. Для измерения активной слагающей подбирают сперва в магазине сопротивления 4, дающие наибольший ток. Пусть это сопротивление будет г. Нажав замыкатель 1, устанавливают с помощью реостата 9 показания индикатора на максимум щкалы прибора.

При этом ток /II будет

We

1if

Jii -УА -д-,

где Д (Z, + Z,} ctg ml +j(wa,+Q.

Сопрофивление 4 должно быть подобрано так, чтобы при ближайщем к измеряемому сопротивлении, кратном десяти (г„ 102, 1009, 1000 Q и т. д.), показания индикатора давали нуль. Тогда, если измеряемое сопротивление TI не кратно 10, индикатор 5 прямо покажет, во сколько раз оно больше или меньше ближайшего десятичного числа. В самом деле, ток /п теперь будет:

г, г,

-;.- -

((fi - r,,)

и так как

- - -0Следовательно, зависимость показаний прибора от сопротивления rj будет линейная и при соответственно проградуированном приборе он прямо покажет число, на которое нужно

умножить десятичное число ом , соответствующее установленному в магазине сопротивлению 4, чтобы найти измеряемое активное сопротивление. Из полученной активной слагающей измеряемого сопротивления следует вычесть активную слагающую сопротивлений 2. Так как индикатор не указывает фазы (а следовательно, и знака) тока /и по отнощению к току Л, то одно и то же показание его будет соответствовать г, большим и меньшим . Меняя сопротивление - в ту и другую сторону и замечая показания индикатора, можно установить, какое значение нужно выбрать. Из}.1еряемое сопротивление будет лежать между двумя десятичными сопротивлениями Гц), дающими наибольшее отклонение индикатора.

Третий вариант устройства для измерения сопротивлений изображен на фиг. 3.

Здесь измеряемое сопротивление 5 может быть либо закорочено помощью переключателя / либо шунтировано некоторой емкостью 2. Сопротивление 4, оставаясь активным, может меняться в широких пределах. Порядок измерения следующий. Включив генератор 8 и измеряемое сопротивление 3, добиваются помощью сопротивления 4 минимума тока в индикаторе. Затем, нажав замыкатель /, устанавливают стрелку прибора в исходное положение с помощью реостата 9. Отпустив замыкатель 7, мы сразу получим на шкале индикатора угол сдвига фаз w или cos или tg®, в зависимости от градуировки шкалы индикатора. Знак угла ср может быть обнаружен приключением малой емкости 2, которое снизит показания прибора при емкостном сопротивлении и увеличит их при индуктивном. Для объяснения заметим, что, настраиваясь на минимум тока в индикаторе, мы приравниваем нулю активную часть числителя выражение (1), т- е.

,

®12

откуда можем найти

Zx Теперь ток в индикаторе будет пропорционален неизвестному сопротивлению X

I П /11 //I -.

Закорачивая измеряемое сопротивление, мы получим:

/;. у/,.

ДAo/jo

Регулируя реостат 9 и устанавливая стрелку индикатора в исходное положение, мы получим возможность сделать сравнение двух токов Л, и /,, :

/J,X

f-- tg..

и х

Помимо описанных вариантов измерительного устройства, возможны и

другие варианты, использующие принцип изобретения. Кроме того, все описанные варианты легко могут быть преобразованы для измерения сопротивления несимметричных систем.

Пр.едмет изобретения.

Устройство для измерения сопротивления, отличающееся применением двух связанных линий, первичной питаемой генератором высокой частоты и соединяемой с измеряемым сопротивлением, и электрически связанной с нею вторичной линии, в которую на конце, ближайшем к генерЁтору, включен эталон сопротивления, а на противоположном конце - измерительный прибор.

г

фиг.1

56I 4

Z.

7 : /

5