Первичный преобразователь компенсационного веберметра Советский патент 1981 года по МПК G01R33/02 

Изобретение относится к измеритёл ной технике и предназначено для совместного использования с компенсационными веберметрами при измерении параметров магнитных полей (магнитного потока, индукции и т.д.). Известны первичные преобразователи для измерения магнитной индукции в виде пассивного индуктивного конту ра, состоящего из одной или нескольких измерительных катушек (одновитковых или многовитковых), присоединяемого непосредственно к измеритель ному прибору - веберметру, баЛлистическому гальванометру и т.п. Cl3 . Расширение пределов измерения в известных устройствах достигается обычно уменьшением числа витков катушки. Однако часто измерение даже с одним витком невозможно из-за больши значений потоков магнитной индукции. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором индуктивный конту соединен с измерительным прибором через резистивный делитель напряжения, значения сопротивлений которого подбирают, исходя из величины сопротивления в цепи измерительного контура и степени расширения пределов измерения 12. Недостаток известного устройства состоит в том, что делитель напряжения в преобразователе содержит, как минимум, два сопротивления, причем вследствие разнородности материалов сопротивлений делителя и цепи индуктивного контура возможно появление термо-ЭДС, а также температурной погрешности преобразования. Это приводит к снижению точности измерений, особенно; при измерении малых потокосцеплений с применением высокочувствительных приборов, например фотокомпенсационных мйкровеберметров. Цель изобретения - повышение точности измерений. 3 Поставленная цель достигается тем что в первичном преобразователе компенсационного веберметра, содержащем индуктивный контур и резистивный делитель напряжения, индуктивный контуо и активный резистор делителя напряжения подключены параллельно к выходные зажимам устройства, причем величина сопротивления делителя вычисляется по формуле

R

U

-1

1R

и

2 При изменении измеряемого магнитного потока в индуктивном контуре 1 (фиг. 1) наводится ЭДС е. По цепи (фиг. 2), состоящей из источника-2 с ЗДС е, активного сопротивления резистора 3 ИНДУКТИВНОГО контура и дополнительного резистора 7, протекает ток; при этом на.выходных зажимах и 5 устройства появляется напряжение, определяемое выражением

где г - величина активного сопротивления индуктивного контура;

е - ЭДС контура, обусловленная

изменением измеряемого магниного потока;

U - напряжение на- выходе преобразователя.

Кроме того, активный резистор делителя напряжения выполнен в виде безындуктивного контура из материала и провода того же сечения, что и индуктивный контур, пропорциональные . части проводов индуктивного и безындуктивного контуров совмещены в пространстве, а длина безындуктивного контура определяется по формуле

1

I -

-1

U

где 1 - длина провода индуктивного контура.

На фиг. 1 изображена конструкция первичного преобразователя; на фиг. 2 - его эквивалентная схема.

Первичный преобразователь веберметра содержит индуктивный контур 1 (фиг. 1), представленный на эквивалентной электрической схеме (фиг. 2) источником 2 ЭДС е, наводимой в контуре при изменении магнитного потока , и внутренним сопротивлением резистора 3 источника, равным активному сопротивлению контура. Индуктивный контур непосредственно присоединен к выходным зажимам t и 5 преобразователя. К последним присоединен также безындуктивный контур 6 (фиг.1) представленный (фиг. 2) резистором 7, который вместе с активным сопротивлением резистора 3 индуктивного контура образует резистивный делитель напряжения.

Устройство работает следующим образом.

где г и R - значения активных сопротивлений резисторов 3 и 7, соответственно.

Подключение к первичному преобразователю компенсационного веберметра не изменяет указанного соотношения, поскольку в устройствах компенсационного типа отсчет показаний произво-. дится при отсутствии тока во входной цепи прибора, т.е. входное сопротивление прибора, подключаемого к зажимам i и 5 первичного преобразователя можно считать бесконечно большим и не влияющим на коэффициент передачи.

Для получения требуемой степени расширения пределов измерения, определяемой отношением е/и, величина сопротивления резистора 7 выбирается по формуле

R

Для дальнейшего снижения термоЭДС на выходе преобразователя и исключения возможности изменения соотношения е/и с изменением температуры окружающей среды дополнительное активное сопротивление выполнено из того же материала, что и индуктивный контур, например из меди. Проще всего такое сопротивление выполнить в виде безындуктивного контура 6 (фиг. 1) из провода того же сечения, что и индуктивный контур 1. При этом необходиАая длина провода безындуктивного контура легко определяется по формуле

1

L

где 1 - длина провода индуктивного

контура.

Если же элементы такого устройства находятся при одинаковой температуре. 5 TO независимо от абсолютного значения последней, коэффициент преобразования устройства (отношение е/и) оста ется неизменным. Однако, если с изменением температуры окружающей среды отдельные элементы устройства оказываются в различных температурных условиях, то это может привести к изменению отношения е/и за счет непропорционального изменения активных сопротивлений участков. Для исключения указанной температурной погрешности в проводах контуров выделяются пропорциональные части, которые совмещаются в пространстве таким образом, что они оказываются при одинаковой температуре. Например, при е/и 2 провода контуров имеют одинаковую длину ( L 1) и если их совместимость в пространстве так, как показано на фиг, 1, то пропорциональные части оказываются в одинаковых температурных условиях (одни части , другие - при tj) при температуре t в результате чего отношение е/и остается неизменным. Таким образом, первичный преобразователь компенсационного веберметра позволяет снизить погрешность измерения за счет снижения уровня термоЭДС в измерительном тракте прибора, а также устранить температурную погрешность преобразования. Кроме того упрощается изготовление преобразователя, поскольку не требуется измерять и подбирать величины сопротивлений делителя напряжения, достаточно лишь выбрать соответствующие длины проводов индуктивного и безындуктивного контуров. Предлагаемый преобразователь имеет меньшее, по сравнению с известными устройствами, выходное сопротивление что обеспечивает более точные измерения магнитного потока компенсационными веберметрами. 2 Формула изобретения Первичный преобразователь компенсационного веберметра, содержащий индуктивный контур и резистивный делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, индуктивный контур и активный резистор делителя напряжения подключены параллельно к выходным зажимам устройства, причем величина сопротивления делителя вычисляется по формуле где г - величина активного сопротивления индуктивного контура; ЭДС контура, обусловленная изменением измеряемого магнитного потока; напряжение на выходе преобразователя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что активный резистор делителя напряжения выполнен в виде безындуктивного контура из материала и провода того же сечения, что и индуктивный контур, пропорциональные части проводов индуктивного и безындуктивного контуров совмещены в пространстве, а длина безындуктивного контура определяется по формуле где 1 - длина провода индуктивного контура. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство С.ССР (Г i 78275, кл. G 01 R ЗЗ/, 197. 2.Дружинин В. В. Магнитные свойства электротехнической стали. М., Энергия, 197, с. 19.

t;ttz

Фиг.1

;