Трансформаторный мост для измерения малых сопротивлений

(51)5 6 0 К АВТОРСКОМУ С ТЕЛ ЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Морского гидрофизического института АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР М 291153, кл. 6 01 В 17/12, 1969.Авторское свидетельство СССР М 1056060, кл. 6 01 й 17/12, 1981.(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к злектроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров малых комплексных сопротивлений в цепях переменного тока, Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влияния шумов и искажений усилителя - достигается путем введения в трансформаторный мост, содержащий источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3 и вторичными первой обмоткой 4, второй обмоткой 5 и третьей обмоткой 6, первый резистор 7, усилитель 8 тока, второй резистор 9, образцовую меру 10, измеряемый объект 11 с первым зажимом 12 и вторым 13 зажимами, инДуктивный компаратор 14 токов с первой входной обмоткой 15, второй входной обмоткой 16 и выходной обмоткой 17, указатель 18 равновесия, дополнительной обмотки 6 с первым 7 и вторым 9 резисторами для того, чтобы отбирать с обмотки 6 большую часть рабочего тока измеряемого объекта, а усилитель тока 8 испольэовать только для добавки существенно меньшей части компенсирующего тока, что позволяет уменьшить влияние шумов и искажений усилителя тока, что повышает точность измерения, 1 ил.1663568 Ог Яг В г, вызываемое ом объекте 11 ния Омеряем дение н ТОкд 2 вно: В хй ОкВ, +яно наити част Я 1К Я 1 выражение 10) ИспоьОх -мого объекта 11; отекающий чежно эап О 2Оз -0 Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для. измерения параметров малых комплексных сопротивлений в цепях переменного тока,Целью изобретения является повышение точности измерения эа счет уменьшения влияния шумов и искажений усилителя.На чертеже представлена структурная схема устройства.Схема содержит источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3 (Я 1) и вторичными первой обмоткой 4 (В/з), второй обмоткой 5 (ИИ) и третьей обмоткой 6 (Юг), первый резистор 7 (В 1), усилитель 8 тока, второй резистор 9(В 2), образцовую меру 10 (Во), измеряемый объект 11 (Я) с первым зажимом 12 и вторым захимом 13, индуктивный компаратор 14 с токов с первой входной обмоткой 15 (О/ь), второй входной обмоткой 16 (Ю 6) и выходной обмоткой 17 (И 7), указатель 18 равновесия.Трансформатор 2 напряжения с обмотками 4 - 6 и компаратор 14 токов собмотками 15, 16 образуют трансформаторный моств одно плечо которого включена образцовая мера 10, а в другое - измеряемый объект 11, при этом с помощью образцовой меры 10 уравновешивают мост. Выходы усилителя 8 и обмотки 6 соединены через резисторы 9 и 7 соответственно с зажимом для подключения измеряемого объекта 11.Устройство работает следующим обраэом.Индуктивный компаратор 14 токов даетнулевое напряжение на выходной обмотке17 в том случае, если соблюдается условие:,1 х Ю 5 = обив, (1)где - рабочий ток измеряе1 о - образцовый ток, пррез резистор 10.Образцовый токарю равен 1=В (2) где О 4 - напряжение второй вторичной обмотки 5.Усилитель 8 тока также, как и в прототипе поддерживает напряжение на измеряемом объекте 11 Ох равным напряжению не первой вторичной обмотке 4 - Оз:О = Оз. (3)В тоже время напряжение Ох складывается из падения напряжения на Вх, вызываемого частью тока 11 от третьей вторичной обмотки б и падения напряжения на В, вызываемого частью тока".1 г от усилителя 8 тока. Пользуясь законом Кирхгофа, можно записать следующие выражения:ОгЯ Яг4)Я 1+где Ог - напряжение на третьей вторичной обмотке б,10 12 В ВОк р)В 2+В +ВО - напряжение на выходе усилителя 8 тока,Падение напряжения О 1, вызываемое частью тока 11 на измеряемом объекте 11(Я), равно:Ях В 2Ог+ 20 11 , + В Вг Я В 1+ Вг + В 1 ЯгВ 2+ Вх (М Отсюда можно найти х,Ог Вг + х - х 1 Яг+Ок В 1+ + В 1 В 2гИз выражений (10) и (11) видно, что поддержание О равным Оз возможно за счет перераспределения частей тока 11 и 12,Предположим, что сопротивление Вх не изменяется, а сопротивление Я 1 в результате воздействия внешних факторов или старения изменилось на величину ЛВ 1, Это приведет к изменению тока х через сопротивление Ях, что вызовет изменение О на величину ЛО, В результате усилитель 8 тока отработает разбаланс между сравниваемыми напряжениями Оз и 0 + Ь Ох таким образом, чтобы падение напряжения на Я вернулось,к значению О. Это возможно за счет изменения в выражении (10) выходногоСоставитель В, СеменчукРедактор О, Спесивых Техред М.Моргентал Корректор И. Муска Заказ 2264 Тираж 410 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 напряжения усилителя 8 тока Ок, т,е. изменения составляющей тока 1,2, что и происходит,Таким образом, при неизменном значе нии йх любое изменение й 1, а по аналогии и й 2, компенсируется с помощью напряжения компенсации О на выходе усилителя 8 тока так, что величина 1 не изменяется.Поэтому напряжение на выходе компа ратора тока не изменяется и результат измерения не искажается.Предположим теперь, что изменилось значение йх на величину Ьйх По закону Ома: 15 1 х- -" - =о+лО,т.е. падение напряжения на йх будет отличаться от Оз.Таким же образом, как и в первом случае, усилитель 8 тока выработает напряжение компенсации Ок такое, чтобы снованаступило равенство Оз = ОхЭто возможно в случае, если изменится1 х на величину Л 1 х такую, что выполнится1 х+Л 1 хУСЛМИЕ +ЛЙ,что и обеспечивается усилителем 8 тока.Таким образом выполняется закон ОмаОх30в+ъм= Лток в первичной обмотке ЧЧ 5 компараторатоков 14 изменится, следовательно, моментравновесия моста будет соответствоватьновому значению измеряемого сопротивления йх+ Ьйх. Можно сделать вывод, что схема устройства не чувствительна к изменениям рези сторов й 1 и й 2, вызываемых их нестабильностью, В тоже время изменяя их величину, можно оСуществлять перераспределение составляющих рабочего тока 1 х 1 И 1 х 2 СООтВЕтСтВЕННО От трЕтЬЕй ВтОрИЧ- ной обмотки 6 и усилителя 8 тока, тем самым уменьшать влияние шумов и искажений усилителя 8 тока. Формула изобретения Трансформаторный мост для измерения малых сопротивлений, содержащий источник питания, первый вывод которого соединен с началом, а второй - с концом первичной обмотки трансформатора напряжения, при этом начало первой вторичной обмотки трансформатора напряжения соединено с первым зажимом для подключения измеряемого объекта, второй зажим для подключения измеряемого объекта соединен с начало и первой входной обмотки индуктивного компаратора токов, конец которой соединен с общей шиной, концы второй вторичной обмотки трансформатора напряжения и второй входной обмотки индуктивного компаратора токов соединены с общей шиной, образцовую меру, подключенную между началом второй вторичной обмотки трансформатора напряжения и началом второй входной обмотки индуктивного компаратора токов, указатель равновесия, соединенный с выходной обмоткой индуктивного компаратора оков, адин вывод которой и один вывод источника питания и указателя равновесия соединеНы с общей шиной, усилитель тока, первый вход которого соединен с концом первой вторичной обмотки трансформатора напряжения, а второй вход соединен с вторым зажимом для подключения измеряемого объекта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены третья вторичная обмотка трансформатора напряжения, первый и второй резисторы, причем начало третьей вторичной обмотки трансформатора напряжения соединено с общей шиной, а ее конец соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с первым зажимом для подключения измеряемого объекта и с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с выходом усилителя така.