Мост с индуктивно связаннымиплЕчАМи Советский патент 1981 года по МПК G01R17/12 

(54) МОСТ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ПЛЕЧАМИ

1

Изобретение относится.к электроизмерительной технике, точнее к той ее области, которая- занимается воп росами измерения комплексных сопроттивлений посредством мостовых и компенсационных цепей и может быть использовано для измерения параметров датчиков или других объектов, характеристики которых-нелинейно.зависят от определяемой величины.

известно устройство для измерения температуры, выполненное в виде . трансформаторного моста, причем одна из обмоток плечевого трансформатора подключена к неск.ольким последовательно соединенным образцовым мерам и термометру сопротивления Cl. Вторая обмотка трансформатора выполнена из двух частей и последовательно а детектором равновесия.подкЛючена к зажимам термометра сопротивлени Кусочно-линейная аппроксимация нелинейной зависимости температуры от параметров термометра сопротивления осуществляется одновременным переключением образцовых мер в ветви и переключением чисел витков в обмотке трансформатора во второй ветви.

Недостатком этого устройства является необходимость двух раэнородных регулировок в двух ветвях моста. Кроме того устройству присуща методическая погрешность измерений, возникающая вследствие того, что ток в ветви моста, в которой включен термометр сопротивления, зависит от значений всех последовательно соединенных элементов в ветвн.

Методическая погрешность измере0ний отсутствует в устройстве наиболее близком по технической сущности к изобретению и содержащем источник . питания, плечевой и дополнительный трансформаторы, образцовые меры, дат5чи1 измеряемой величины и детектор равновесия Г }Недостатком этого устройства является ограниченная точность измерений неэлектрических величин, так

0 как число аппроксимирующих участков кривой нелинейной, зависимости ограничено. При увеличении числа аппрокси:мирующкх участков устройство существенно усложняется: ввод:нтся по три

5 дополнительных элемента на каждый отрезок аппроксимации. Другим недостатком известного устройства является необходимость одновременного перекдючения элементов в двух ветвях мос0та и трудоемкость выбора точных значений параметров этих элементов, так как небольшое несовпадение их приведет к разрывам ломаной линии и дополнительным погрешностям измерения. Третьим недостатком устройства является то, что оно применимо только для измерения параметров датчика проводимости Семкости) , так как при уравновешивании моста регулирование осуществляется в образцовой ветви. Как известно, применение датчиков сопротивления (например, термосопротивления) требует при уравновешивании цепи регулирования напряжения, подводимого к датчику. Такое регулирование невозможно в описанном устройстве.

Целью изобретения является повышение точности измерений неэлектрических величин, нелинейно зависящих от параметров датчика, и упрощение устройства.

Достигается это тем, что мост, содержащий источник питания, плечевые элементы плечевой и дополнительный трансформаторы, причем одна из обмоток плечевого трансформатора выполнена из отдельных секций, коммутирующей, а выходная обмотка дополнительного трансформатора подключена к плечевому элементу, и детектор равновесия, соединенный с другой плечевой некоммуТируемой обмоткой и плечевыми элементами, снабжен источниками напряжения, включенными последовательно с каждой секцией коммутируемой обмотки, а первичная обмотка дополнительного трансформатора через коммутирующие элементы подключена к зажимам одной из секций коммутируемой обмотки и соответствующего источника напряжений.

Другое отличие заключается в том, что в качестве источника напряжения используются дополнительные обмотки на плечевом трансформаторе.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник питания 1, плечевой трансформатор 2 с певичной обмоткой 3 и вторичными обмотками 4 и 5, причем, вторичная обмотка 5 содержит 10 секций 6-15, дополнительные источники напряжений 16-25, включенные последовательно с каждой секцией, дополнительный трансформатор 26 с обмотками 27 и 28, датчик измеряемой величины 29, образцовую меру 30, детектор равновесий 31. При показанном на чертеже включении обеспечивается измерение параметров датчиков сопротивления. Если необходимо измерять параметры датчика проводимости (емкости), плечевые элементы 29 и 30 меняются местами.

В предлагаемом устройстве линеаризация зависимости отсчета измеряемой величины от параметров датчика достигается путем включения дополнительч ных источников напряжения 16-25 пос.ледовательно с каждой секцией 6-15 первой декады коммутируемой обмотки. Значения и полярность напряжения каждого из дополнительных источников выбираются такими, чтобы необходимым с Образом изменять угол наклона каждого отрезка аппроксимирующей ломаной ли-i НИИ в местах изгиба.

При показанных на чертеже десяти секциях обмотки 5 и десяти дополниQ тельных источниках напряжения обеспечивается десять участков аппроксимирующей ломаной линии.

На первом участке ломаной первичная обмотка 27 трансформатора 26 под.ключена к зажимам аб секции 6 обмотки 5. Мост уравновешивается коммутацией витков в обмотке 28, посредством которой, обеспечивается второй и последующие разряды уравновешивания. При заполнении разрядов, соответству0 гадих обмотке 28, происходит переход на следующий участок аппроксимирующей ломаной, осуществляемый подключением зажимов первичной обмотки 27 к зажимам бв секции 7 обмотки 5, и одновременно осуществляется сброс на нуль числа витков в обмотке 28. Поскольку контакт б остается общим для обоих отрезков ломаной, разрыва в точке изгитба н,е происходит и уравновешивание

л моста на втором участке осуществляется аналогично рассмотренному коммутацией витков в обмотке 28. Переход на следующий участок происходит переключением обмотки 27 к зажимам вг секции 8 обмотки 5 и т.д.

Технико-экономическая эффективность . изобретения заключается в повышении точности измерений и упрощении устройства при измерении неэлектрических величин, нелинейно зависящих от параметров датчиков.

Сравнение предлагаемого устройства с.известным позволяет сделать следующие выводы. При аппроксимации кривой нелинейной зависимости десятью отрезками в предлагаемом устройстве в обычный мост необходимо ввести 10 дополнительных источников напряжения, ко-, торые могут быть выполнены в виде. 10 дополнительных обмоток на плече- .

Q вом трансформаторе.

В известном устройстве-.при 10 отрезках аппроксимации в обычный мост необходимо ввести 30 дополнительных элементов - 10 обмоток и 20 образцос вых мер, коммутируемых 19 контактами реле. .

В предлагаемом устройстве существенно упрощается процесс регулирования и уравновешивания моста по сравнению с известным, так как исключается необходимость в дополнительных переключениях при переходе с отрезка на отрезок, тогда как в известном устройстве необходимо производить два связанных переключения на каждый

5 отрезок аппроксимации, производимых

одновременно в двух ветвях моста. Неточное соответствие параметров элементов в этих ветвях приведет к разрыву аппроксимирующей ломаной в точке изгиба и к дополнительной погрешности измерений. Такие допол.нительные погрешности в предлагаемом устройстве исключены, так как отсутствуют возможности разрыва в точке излома линий.

Формула изобретенкя

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Трансформаторные измерительные мосты , под ред. Карандеева К.Б. 1970, с. 201.