Известны устройства для измерения импедансев, содержащие два трансформатора, вторичные обмотки которых дифференциально включены на нулевой индикатор, а первичные обмотки включены в две цепи, одна из которых содержит измеряемый импеданс.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является включение указанных цепей, содержащих одинаковые эталонные импедансы и щунтированных эталонными активными сопротивлениями, последовательно в цепь питающего генератора.
Импедансы первичных обмоток трансформаторов могут быть использованы в качестве эталонных, а эталонное сопротивление, шунтирующее цепь с измеряемым импедансем, может состоять из двух частей, одна из которых равна эталонному сопротивлению, шунтирующему другую цепь.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2. 3 и 4 - схемы устройства в применении к определению индуктивных и активных сопротивлений обмоток, емкостных и активных сопротивлений конденсаторов и добротности первичной обмотки трансформаторов; на фиг. 5 - общая схема устройства.
Если внешняя цепь (фиг. 1) генератора Г низкой частоты, срстмщая из двух последовательно соединенных контуров 2, Ri и 2+г.,., j | 2, будет потреблять ток величиной /, то величины токов в первичных обмотках трансформаторов J и 2 будут равны:
/ -/ RI . / -/
- R, + z - RI +
При условии соединения вторичных обмоток трансформаторов / и 2 дифференциально, т. е. так, чтобы наводимые в них з.д.с. вычитались, звук в телефоне Т при некотором значении сопротивления может достигнуть минимума, близкого к нулю. Нулевое значение получим только в том случае, если между сопротивлениями, входящими в рассматриваемую схему, будет соблюдаться условие: 2,,. R-2 z (при идентичности трансформаторов).
№ 78894
Таким образом, если измеряемое сопротивление z представляет собой индуктивность или емкость, то при помощи других известных величин, входящих в схему, можно определить величину активной и реактивной составляющих исследуемого комплексного сопротивления.
Кроме того, с помощью данного устройства можно производить измерение индуктивных и активных сопротивлений обмоток. При этом для получения минимума звука в телефоне Т необходимо, чтобы . R2L.
Поскольку величины R и L не являются переменными, то для уравнивания фазовых углов необходимо включить в схему еще одно переменное (фазирующее) сонротивление , которое вводится переключателем Я последовательно с первичной обмоткой левого (фиг. 2) или правого трансформатора. Если , то фазирующее сопротквлепие вводят последовательно с первичной обмоткой левого трансформатора (кнопка переключателя Я оттянута) и активное сопротивление измеряемой обмотки определяют по формуле/ - R,,.
В случае же (кнопка переключателя нажата) величи RI
на определяется по формуле:
R (R-i-R,).
Устройство позволяет определять реактивные и активные сопротивления конденсаторов. Для этого к зажимам Л и В (фиг. 3) присоединяют эталонный конденеатор, реактивное и активное сопротивления которого равны Сэ и R S- Затем при нажатой кнопке переключателя Я добиваются минимума звука в телефоне. Однако для измерения Сх и надобности каждый раз включать в схему эталонный конденсатор. Достаточно это сделать один-раз при настройке прибора, подобрав элементы схемы таким образом, чтобы обеспечить необходимые условия и необходимый диапазон измеряемых емкостей и сопротивлений. Емкость конденсатора определяют по формуле:
С, Сз (1+-|),
где RO - постоянная прибора.
Предлагаемый способ дает возможность измерять емкости в сравнительно узком диапазоне (из-за высокого значения нижнего предела). Для того, чтобы расщирить диапазон измеряемых емкостей, необходимо ввести последовательно с первичными обмотками трансформаторов два конденсатора, одинаковых как по емкосги, так и по сопротивлению потерь.
Устройство применяется также для определения добротности катущки (фиг. 4). Чтобы установить добротность Qx испытуемых катушек, необходимо знать добротность Q первичной обмотки трансформатора, измерение которой должно быть произведено на нескольких частота.х. Для определения постоянных прибора необходимо ввести в схему прибора два одинаковых конденсатора Со с малым сопротивлением потерь RQ. Сопротивление при этом должно быть выведено. Условием минимума звука в телефоне является
/-0 + 2 г
+ 1
Добротность Q определяют по формуле:
Q
/ г /
Добротность катушки будет равна: п - -.
-1 А:А.
Чтобы удовлетворить одноврел{енно двум условиям минимума звука в телефоне, необходимо, кроме подбора величины сопротивления , пользоваться при настройке схемы на минимум звука и устройством, изменяющим частоту генератора.
Устройство может быть использовано для определения тангенса угла диэлектрических потерь в конденсаторах, который устанавливается из уравнения: tgx- /,. . f/C
Схема устройства для измерения параметров обмоток и конденсаторов с использованием внешнего генератора тональных частот видна из фиг. 5. Кроме деталей, изображенных на фиг. 1-4, здесь показаны коммутационное устройство барабанного типа 3, группа сопротивлений 4 и две группы конденсаторов 5.
Коммутационное устройство 3, которое может принимать 6-8 различных положений, служит для приведения схемы к двум видам в зависимости от того, измеряются ли параметры обмоток или параметры конденсаторов.
При положениях коммутационного устройства 6, 7, 8 схема приводится к виду, удобному для измерения С, RC и tg а,-; iipH положениях коммутационного устройства 9, 10, 11 схема приспосабливается для измерения L, R, Q. Остальные элементы схемы рассчитываются и подбираются так, чтобы упростить вычисления переменных величин.
Дифференциальные трансформаторы (без железного сердечн-: ка) имеют три обмотки, две из которых (первичные) содержат равное число витков и имеют одинаковые размеры. Для облегчения уравнивания коэффициентов связи между первичными и вторичной обмотками первичные обмотки наматываются на отдельные каркасы. При сборке трансформатора вторичная обмотка помещается между первичными и защищается от последних латунными и.лп алюминиевыми экранами, которые должны быть надежно соединены с заземляемым проводом.
Предмет изобретения
1.Устройство для измерения имиедапсев, содержащее два трансформатора, вторичные обмотки которых дифференциально включены на нулевой индикатор, а первичные обмотки включены в две цепи, одна из которых содержит измеряемый импеданс, отличающееся тем, что указанные цепи, содержащие одинаковые этало)ные пмиедансы и шунтированные эталонными активными сопротивлениями, включены в цепь питающего генератора последовательно.
2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве эталонных имцедансев использованы импедансы первичных обмоток трансформаторов.
3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что эталонное сопроти1зление, щунтирующее цеиь с измеряемым пмнеданеем, состоит из двух частей, одна из которых выбрана равной эталонному сопротивлению, шунтирующему другую цепь.
- 3 -
uL 1
/ А .,
