Мост с индуктивно связанными плечами для измерения параметров конденсаторов

авов 99: - ,: ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскив Социалистический Реслтелик) Зависимое от авт. свидетельств 8 ( 1231050/18заявкиКл. 21 е, 29/О Заявлено 01.17,19с присоединениемПриоритет МПК б 01 г Комитет оо делам зоеретеиий и открытий лри Совете Министров СССР. Л, Грохольский и Э, Л. Кащее Заявите нститут автоматики и электрометрии Сибирского отделения Академии наук СССРМОСТ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОН ПЛЕЧАМИ НСАТОРОВ 25 Изобретение относится к электроизмерительной технике.Известны мосты с индуктивно связанными плечами для измерения параметров конденсаторов, содержащие генератор, индикатор, индуктивный делитель напряжения, индуктивный компаратор токов, измеряемый конденсатор и два образцовых конденсатора переменной емкости, служащих для уравновешивания моста по активной и реактивной составляющим, один из которых включен параллельно плечевой обмотке делителя напряжения.Предлагаемый мост обеспечивает большую точность измерения активной проводимости, или тангенса угла потерь и меньшее влияние элементов регулировки потерь на точность измерения емкости благодаря тому, что в его измерительную цепь включен вспомогательный мост с индуктивно связанными, плечами, составленный из дополнительного равноплечего индуктивного делителя напряжения, первичная обмотка которого подсоединена к генератору, а плечевые обмотки выполнены из высокоомного сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления, например манганина, двух дополнительных идентичных плечевых обмоток компаратора токов и двух идентичных проводимостей, например конденсаторов переменной емкости, роторы которых механически связаны с ротором конденсатора, служащего для уравновешивания мостапо реактивной составляющей, а,конденсатор,служащий для уравновешивания моста поактивной составляющей, выполнен дифференциальным и включен параллельно плечевымобмоткам дополнительного делителя напряжения,Для обеспечения возможности измененияпределов измерения ,по активной составляющей при сохранении градуировки дифференциального конденсатора обмотки дополнительного делителя напряжения выполнены из нескольких жил, подключающихся параллельнодруг другу с помощью переключателя; переключатель числа витков основного делителянапряжения, служащий для изменения пределов измерения, может быть механически связан с переключателем числа витков первичной обмотки дополнительного делителя напряжения; переключатель числа витков основного компаратора токов может быть механиче.ски связан,с переключателями чисел витковплечевых обмоток дополнительного компаратора токов.На чертеже представлена принципиальнаясхема предлагаемого моста.Цепь измерения емкостной составляющейсостоиг из двойного трансформаторного моста, содержащего делитель 1 напряжения,компаратор 2 токовпеременный образцовый3Юнденсатор 3 и исследуемый конденсатор 4.Цепь регулировки активной составляющей состоит из вспомогательного двойного трансформаторного моста, содержащего делитель б напряжения, выполненный на отдельном сердечнике, компаратор 6 токов, вьгполненный на общем сердечнике с компаратором 2 токов основного моста, два одинаковых,по емкости и по конструкции конден(сатора 7 и 8 включенных между делителем напряжения и компаратором токов, и дифференциальный переменный конденсатор 9, шунтирующий плечевые обмотки делителя 5,напряжений. Первичные обмотки основного и вспомогательного делителей напряжений подключены, параллельно к общему генератору 1 О. Обе цепи имеют общий индикатор 11, Делитель напряжений и компаратор токов вспомогательного моста имеют отношение витков плечевых обмоток 1.:1, Плечевые обмотки вспомогательного делителя напряжения выполнены из высокоомного сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления (манганина). При переключении .пределов в основном делителе напряжений синхронно переключается число витков первичной обмотки вспомогательного делителя, так, чтобы отношение напряжения на плечевых обмотках вспомогательного делителя к напряжению на переключаемой плечевой обмотке основного делителя при переключении пределов оставалось постоянным.При переключении, пределов в основном компараторе токов синхронно переключаются числа, витков,в плечевых обмотках вспомогательного ком(паратора токов, так, чтобы отношение числа витков плечевых обмоток вспо.могательного компаратора к числу витков переключаемой обмотки основного компаратора оставалось постоянным при переключении пределов. Если производится прямой отсчет тангенса угла потерь исследуемого конденсатора, то, кроме этого, при регулировке образцового, конденсатора 3 в основной цепи синхронно регулируются оба конденсатора 7, 8 в,плечах вспомогательного моста, таким образом, чтобы отношение емкости образцового кондейсатора к емкости вспомогательных конденсаторов всегда оставалось постоянным.Цля переключения пределов по активной со ставляющей плечевые обмотки вспомогательного делителя напряжений выполнены из нескольких жил, которые подключаются параллельно друг другу с помощью переключателя (на чертеже не показан). При этом изменяется. активное сопротивление обмоток, но наводимая в них э.д.с. остается постоянной.Если все элементы вспомогательного моста (кроме шунтирующих конденсаторов) симметричны, то при равновесии моста активная составляющая д исследуемого конденсатора 4, его тангенс угла потерь 1 дб и реактивная составляющая 6 могут быть определены из следующих выражений:д=ьи(с - с,),+ф ц),Углг 4глобЬ =О"Ь О" Ь (С - С)З . 1,)Углг У,лггде1 д 8 = ; 1 д= ф,б, бК Уь Уг - напряжения на обмотках 12, 13и 14 делителей 5 и 1 напряжения;п, п(, пг - числа витков обмоток 15, 16, 17компаратора токов;оо - реактивная составляющая конденсатора 3;6 - реактивная составляющая конденсаторов 7, 8;д - активная составляющая конден 20саторов 7, 8;а - частота на(пряжения пита(ния;г - активное сопротивление обмоток 12;С Сг - емкости дифференциального кон 25денсатора 9;1., - индуктивность расстояния плечевых обмоток.У лПри - = сопз 1, - = сопз 1 и при заданУ,лг30 ной рабочей частоте по изменению разностишунтирующих емкостей (С( - Сг) можно произвести прямой. отсчет проводимости,У и бПри -- = сопз 1, - = сопз 1, - =сопз 1,г ло бона задаяной рабочей частоте по изменениюразности шунтирующих емкостей С( - Сг можно произвести прямой отсчет тангенса углапотерь. Входящий в оба выражения членфаз . 1.,40 , весьма малый по величине, вносит систем атическую погрешность, котораяможет быть исключена при градуировке. Припереключении пределов в основном делителе45 напряжений для обеспечения условийУ Уг- = сопз 1 или в= сопз 1У, Угнужно одновременно переключать витки в первичной обмотке вспомогательного делителя напряжений. Производить переключения во,вторичной обмотке нельзя, так как при этом будет изменяться активное сопротивление плечевых обмоток, что приведет к нарушению отсчета.При переключении пределов в основномкомпараторе токов для обеспечения условийл л- соаз 1 или - соаз 1л( лг60 чужно одновременно переключать витки вобоих, плечевых обмотках вспомогательного комп аратора,бДля обеспечения условия - = сопз 1 нужбно, чтобы при регулировке образцовой мерылась регулировка проводимостей, включенных в основном мосте одновременно производиво вспомогательный мост.В выражении, определяющем измеряемую реактивную проводимость, второй член представляет собой методическую погрешность измерения основной составляющей.Выполнение плечевых обмоток из манганина позволяет уравновесить мост,при меньшей разности шунтирующих емкостей, что уменьшает методическую погрешность. Предмет изобретения1, Мост с индуктивно связанными плечами для измерения параметров конденсаторов, содержащий генератор, индикатор, индуктивный делитель напряжения, индуктивный компаратор токов, измеряемый конденсатор и два образцовых конденсатора переменной емкости, служащих для уравновешивания моста по активной и реактивной составляющим, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в его измерительную цепь включен вспомогательный мост с индуктивно связанными плечами, составленный из дополнительного равноплечего индуктивного делителя напряжения, первичная обмотка которого подсоединена к генератору, а плечевые обмотки выполнены из высокоомного сплава с малым температурным коэффициентом сопротивления, например манганина, двух дополнительных идентичных плечевых обмоток компаратора токов и двух идентичных проводимостей, например конденсаторов переменной емкости, роторы которых механически связаны с ротором, конденсатора, служащего для уравновешивания моста по реактивной составляющей, а конденсатор, служащий для уравновешивания моста по активной составляющей, выполнен дифференциальным и включен параллельно плечевым обмоткам дополнительного делителя напряжения.2, Мост по п, 1, отличающийся тем, что, сцелью обеспечения возможности изменения пределов измерения активной составляющей ,при сохранении градуировки дифференциального конденсатора, обмотки дополнительного делителя напряжения выполнены из нескольких жил, подключающихся параллельно друг другу с помощью переключателя.3. Мост по п. 1, отличающийся тем, что, переключатель числа витков основного делителя напряжения, служащий для изменения пределов измерения, механически связан с переключателем числа витков первичной обмотки дополнительного делителя напряжения.4. Мост по п, 1, отличающийся тем, что, переключатель числа витков основного компаратора токов механически связан с переклюЗо чателями чисел витков плечевых обмоток дополнительного компаратора таков.