Устройство для измерения индуктивностейКАТушЕК Советский патент 1981 года по МПК G01R17/10 

1

Изобретение относится к измерителям параметров эпектрическик цепей и может быть использовано для измерения индуктивностей катушек при исследовании цепей и проверках измерительной техники в государственнык метрологических органах.

I-isBecTHbi устройства для измерения параметров электрических устройств в вид мостов, компенсационных и резонансных схем.

Известен четырехплечий мост, в котором в плечо, противоположное плечу с измеряемойиндуктивностью, включена образцовая емкость с параллельно присоединенным к нему сопротивлением, а в остальные два плеча включены магазины безреактивных образцовых сопротивлений 1.

Четырехплечие мостовые схемы с использованием в их плечах конденсаторов постоянной емкости и переменных сопро- ттголений обладают плохой сходимостью при малых значениях коэффициентов добротности. Процесс уравновешивания становится затруднительным, приведение моста в состояние равновесия практически невыполнимо.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности 5щляется уст- ройство для измерения инцуктивностей катушек, содержащее истЬчник гармонического напряжения, исследуемую катушку, магазин образцовых сопротивлений, образцовое сопротивление и обраэшвую емкость, индикатор равновесия моста с двумя входами{ 2}.

Для упрощения процесса уравновешттания моста мост сначала уравновешивают на постояннее токе регулировкой одного сопрютивления, а затем на переменнсш токе изменением величины сопротивлении.

Недостатками известных устройств являются многоступенчатость и длительность процесса уравновешивания мостов на переменном токе и влияние на 8 процесс уравновешивания несинусоидаль..ности напряжения источника питания. Таким образом, процесс измерения индуктивностей катушек мостовыми устройствами связан с необходимостью уравновешивания моста, что делает весь процесс измерения длительньпл и многоступенчатым. Улучшение сходимости моста за счет перехода от четырехплечего к шестиплечему мосту усложняет устройство, увеличивает влияние помех и величиьу погрешности измерений. Цель изобретения - повышение точности и уменьшение времени измерения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения индуктивностей катушек, содержащее источник напряжения, включенный параллельно двум параллельным ветвям, одна из которых образована последовательно соединенными катушкой индуктивностей и магазином образцовых сопротивлений, а вторая последоввтельно соединенными образцовы ми конденсатором и резистором, и индик тор , один ход которого подключён параллельно образцовому резистору второй ветви, второй вход индикатора подключен параллельно магазину образцовых сопротивлений первой ветви. Кроме того, источник напряжения выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов. На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство включает входнье клеммы 1 и 2 для подключения источника периодических прямоугольных импульсов напряжения, выходные клеммы 3 и 4 дл соединения с исследуемой катушкой 5, магазин 6 образцовых сопротивлений, образцовый резистор 7, образцовый ко денсатор 8 ( индикатор 9 с двумя входами. Исследуемая катушка 5 индуктивности имеет параметры - активное сопротив ление f и измеряемую индуктивность Ьу . Зтектрическая схема устройства представляет собой цепь с двумя параллельными ветвями (rjj-Uy-R и CQ§-T ) постоянные времени которых соответственно равныи . Устройство работает следующим образом. На вход устройства (клеммы 1 и 2) подается периодическое напряжение прям угольной формы, что вызывает в цепи 74 многократное перггодическое повторение двух переходных процессов - включение цепи на постоянное напряжение с последующим коротким замыканием . При этом в ветвях с индуктивностью и емкоетью вознинкаютпереходныетоки И1, изменяющие ся по экспоненциальному закону с постоянными времени соответственно. При определенном и однозначном соотношении параметров электрической цепи 1 , Ьу,Т,Оо5 иТ путем изменения величины сопротивления Т магазина 6 образцовых сопротивлений получаем равенство постоянных времени индуктивной и емкостной ветвей ° ЧТО позволяет после фиксации индикатором момента равенства пос.тоянных времени определить величину измеряемой индуктивности по известным остапь- ным параметрам цепи Т , Co5i и R { активное сопротивление катушки считаем известным или предварительно измеpeHHbnvf), Тогда из равенства (l) искомая индуктивность .-S5. Индикатором равенства постоянных времени параллельных ветвей схемы iшляeтcя электронный осциллограф (индикатор 9), к вертикальному входу х которого подключается переходное напряжение с магазина 6 сопротивлений, пропорциональное переходному току 1ц индуктивности, а на горизонтальный входУ - напряжение с резистора 7, пропорциональное току -ij образцового конденсатора 8, На экране осциллографа до настройки схемы получается изображение в ввде двух кривых линий, одна из которых соответствует переходному процессу включения на постоянное напряжение, а другая - короткому замыканию цепи. После Настройки цепи приЬ, С0 кривые фазовых траекторий превращаются в прямые линии, наклоненные под некоторым углом к оси. Возможность настройки цепи изменением только величины Т магазина 6 образцовых сопротивлений существенно упрощает устройство и его эксплуатацию и зна« чительно сокращает время проведения иэ мерений. Функциональная зависимость измеряе.мой индуктивности от параметров измеритепьной схемы (2 ) имеет (5опее пробтой вид, чем у известных устройств, что дает меньшую погрешность метода измерений. Кроме того, вследствие упрощения настройки схемы уменьшается впванве на точность измерения помех от дополнительных связей между отдельными элементами . Использование депи с двумя параллельными ветвями в новом сочетании с индикатором позволяет в TpEs-.четыре раза умен1 шить время измерения и в несколько раз уменьшить стоимость пЬ сравнению с существующим устройством , Та1ким образом, снабжение индикат1 ра 9 дополнительно вторым входом (Y и соединение одной клеммы его со вторым выводом образцового резистора 7 и обкладкой образцового конденсатора 8 объединение другой клеммы (Y ). индикатора 9 с клеммой его первого входа (X ) и входной клеммой 2 обеспечива упрощение устройства, повышение его точности и сокращение времени на получение результатов измерения. Формула изобретения 1. Устройство,для измерения индзгкти нЬстей катушек, содержащее источник 76 напряжения, включенный параллельно двум параллельным ветвям, одна из которых образована последовательно соединенными катушкой индуктивностей и магазвном образцовых сопротивлений, а вторая - последовательно соединенными образцсюьп и конденсатором и резистором и индикатор, один- вход которого подключен параллельно образцовому резистору второй ветви, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения времени , измерения, второй вход индикатора подключен параллельно магазину образцовых сопротивлений первой ветви. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что источник нап - ряжения выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Карпов Р. Г. , Карпов М. Р. ЭпектроЕЗмерения. М., Высшая школа, 1978, с. 137. 2.Гаврилюк М. А. Четырехплечие мосты переменного тока, Львов, Внща школа , 1975, с. 38.

GM