ка для измерения нараметров трехэлементного двухполюсника, представляющего собой последовательную цень из резистора и параллельно соединенных конденсатора и резистора, содержащий генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты, трансформатор напряжения, компаратор токов, измеряемый объект и образцовые меры, детектор равновесия и устройство уравновещивания, снабжен промежуточным трансформатором и суммирующим устройством, одни входы которого соединены через резисторы с одними плечевыми обмотками трансформатора напряжения, а другие - через конденсаторы с другими плечевыми обмотками трансформатора напряжения, выход; суммирующего устройства соединен с первичной обмоткой промежуточного трансформатора, регулируемая вторичная обмотка которого соединена последовательно с нерегулируемой плечевой обмоткой основного трансформатора напряжения в ветви измеряемого двухполюсника. Схема трансформаторного моста переменного тока представлена на чертелсе. Мост содержит генератор 1 синусоидального нанряжения изменяющейся частоты; основной трансформатор 2 напряжения с генераторной и плечевыми «i, «2 и Пз обмотками (обмотки П2 и «3 выполнены декадно-регулируемыми), объект 3 измерения (трехэлементный двухполюсник); образцовые меры go, Ri, Rz, Со, Ci; суммирующее устройство 4 на основе операционного усилителя: суммирующее устройство 4 на основе операционного усилителя; промежуточный трансформатор 5, вторичная обмотка Пэ которого выполнена декадно-регулируемой и соединена последовательно с нерегулируемой обмоткой rti; компаратор 6 токов с обмотками mi, mz и гПу; детектор 7 равновесия; устройство 8 уравновещивания, управляющее изменением числа витков обмоток ч, Пз и П-,. Для доказательства обеспечения раздельно0 отсчета измеряемых параметров в предлагаемом мосте, определим условие его равновесия. Запищем соотнощение токов, протекающих в компараторе токов (дитектор 7 равновесия имеет близкое к нулю входное сопротивление) : niy- /у /хОТ) - loffiz-(1) в момент равновесия ток А- равен нулю и мы получим уравнение: - 0.(2) Выразим токи /х и /о через напряжение питания измерительной цепи (Уг генератора 1 и параметры элементов цепи. / А. («aSfo + ) для онределения тока /х найдем сначала напряжение f/x, которое подается на объект измерения. Оно будет равно: и. - -п,+ /ffljUjC,/, Тогда ток /X будет равен П-, fj ., l + - ( По Ч- /«CiWjJg t/r «4 У 1 . - 7 Т одставим (3) и (5) в (2), приведем левую асть полученного выражения к общему знамеиателю и умножим обе части этого выражеия на п 1 х - Сх + g + -- 6результате получим + ,R,n, т,п, + т «2-m // 1 ( ,n, 0. (6) /«2 А:Х Н2 /X + 1 -X риравнивая норознь вещественную и мнимую оставляющие к нулю, окончательно получим: + т,п.,, - - /«2«s.o т о СрСцПз sl ля измерения трех независимых параметров бъекта необходимо, чтобы мост был уравноешен как минимум на двух частотах, т. е. словие равновесия не должно зависеть от астоты. Поскольку в уравнении (8)-имеются астотно-зависимый и частотно-независимый лены, а условие равновесия не должно завиить от частоты, то необходимо, чтобы эти два лена независимо друг от друга равнялись ную, т. е. - тзСо/гз/ х О WaC.iHsgxMalzguCx г,/1 п sl + з уравнения (9) найдем о Пд/И,ЯзС, (11) гСх - n m2nзCa пределим из (10) Сх и подставим в (7). Посе преобразования получим - «I/KI -{- ,«2 . 0.(12) Элементы цепи выбираются так, что выполняется условие - .(13) Подставляя (И) и (12) и делая преобразования с учетом (13), окончательно нолучим /-; - Wj/Zj : о, f- / m./i Ох 1 о Подставляя (11) и (14) в одно из уравнений (7) .. (8), получим -- « 1аким образом из выражений (И), (14) и (15) видно, что выбирая в качестве регулируемых параметров обмотки «5, Яз и п, получим раздельный отсчет соответственно по измеряемым параметрам х, Сх и gfxИз уравнения (6) видно, что при поочередном изменепии (регулировке) чисел витков обмоток «5, «3 и «2 происходит линейное изменение либо активной, либо реактивной, либо одновременно активной и реактивной составляющих, т. е. что линии уравновешивания по всем трем параметрам будут прямыми. Реализация предлагаемого устройства позволит существенно уменьшить аппаратурные затраты на созданне приборов для точного измерения трех параметров двухполюсников. Так как такие схемы замещения присущи ряду конденсаторов, работающих в диапазоне частот, то создание упомянутых устройств позволит повысить качество контроля конденсаторов. Формула изобретения Трансформаторный мост переменного тока для намерения параметров трехэлементного двухполюсника, представляющего собой последовательную цепь из резистора и параллельно соединенных-конденсатора и резистора, содержащий генератор синусоидального напряжения изменяющейся частоты, трансформатор напряжения, подключенный к генератору, компаратор токов, измеряемый объект и образцовые меры, подключенные с одной стороны к обмоткам трансформатора нанряжения, а с другой - к обмоткам компаратора токов, детектор равновесия и устройство уравновешнвания, подключенные к указательной обмотке компаратора токов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и уменьшения времени измерения путем обеспечения раздельного отсчета трех измеряемых параметров, ои снабжен нромел :уточным трансформатором и суммирующим устройством, одни входы которого соединены через резисторы с одними плечевыми обмотками трансформатора напрял ения, а другие- через конденсаторы с другими плечевыми обмотками трансформатора напряження, выход суммирующего уетройства соединен с первичной обмоткой промежуточного трансформатора, регулируемая вторичная обмотка которого соединена последовательно с нерегулируемой плечевой обмоткой основного трансформатора напряжения в ветви измеряемого двухполюсника. Источники информации, нринятые во винмание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ,№ 356571, кл. G 01R 17/06, 1970. 2. «Трансформаторные измерительные мосты под ред. К. Б. Карандеева, М., 1970, с. 169.
Авторы
Даты
1978-01-15—Публикация
1974-12-23—Подача