Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения

, хл%уД 1 г,АНИЕ479040 Союз Советских Сощиалистических Республик, Кл. б 01 г 17/12 динением заявки-асударственный комитетСаввта Министров СССРло делам изооретениви открытий) Заявител ститут электродинамики АН Украинской С(54) МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СХЕМЕ ЗАМЕЩЕН ИЯИзобретение относится к электроизмерительной технике.Известны мосты переменного тока, содержащие входной трансформатор напряжения, индуктивный компаратор токов, нуль-орган, тангенсный трансформатор напряжения, индуктивный компаратор токов, измеряемый объект и образцовые меры, в которых раздельный отсчет параметров комплексного сопротивления по последовательной схеме замещения обеспечивается за счет того, что на измеряемый объект подается напряжение, состоящее из суммы двух квадратурных составляющих, причем одна или обе квадратурные составляющие формируются при помощи операционного усилителя, включенного между соответствующими вторичными обмотками входного трансформатора напряжения и измеряемым объектом.При необходимости обеспечения раздельного отсчета реактивной составляющей комплексного сопротивления и тангенса угла потерь такой мост может быть уравновешен посредством регулирования чисел витков в обмотках основного и тангенсного трансформаторов напряжения,Наличие в таком устройстве операционного усилителя усложняет конструкцию и настройку моста, снижает устойчивость и надежность работы устройства, а также вносит погрешность в результаты измерений, зависящую от неидеальности коэффициента передачи операционного усилителя.С целью повышения точности измерения,уравновешив ание измерительной цепи, впредлагаемом мосте производится таким жеобразом, как и цепи комплексных проводимостей с применением параллельно подключаемых образцовых мер, при котором не треп буется дополнительного фазового сдвига напряжения, приложенного к зажимам измеряемого объекта, Для обеспечения отсчета последовательной реактивной составляющей измеряемого сопротивления в ветвь моста поз следовательно с напряжением питания измеряемого объекта вводипся дополнительноенапряжение, синфазное с напряжением питания моста, корректирующее разность между параллельной и последовательной реакО тивными составляющими эквивалентных комплексных сопротивлений. Известно, что этаразность пропорциональна квадрату тангенсаугла потерь в измеряемом объекте,Коррекция осуществляется за счет того,что последовательно с напряжением питанияизмеряемого объекта или с первичной обмоткой тапгенсного трансформатора включаетсявыходная обмотка группы из двух трансформаторов напряжения, соединенных междусоО бой каскадно, причем первичная обмотка3первого трансформатора груп 1 пы подключена к зажимам регулируемой (тангенсной) обмотки входного трансформатора напряжения, а вторичная обмотка первого дополнительного трансформатора группы регулируется связанно с упомянутой регулируемой обмоткой трансформатора напряжения.На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого моста.Мост содержит генератор 1, входной трансформатор 2 напряжения с тремя индуктивно тесно связанными обмотками т 2, т, и т 4, образцовые меры (резисторы Яо и Хю), измеряемый объект У дополнительные трансформаторы 3, 4 и 5 напряжения с обмотками )гг 5 и то, т 7 и т 8, то и т 10 соответственно, индуктивный компаратор 6 токов с обмотками иг, )г 2 и )г, и указатель 7 равновесия.Уравновешивание цепи производитгся при сравнении ампер-витков обмоток )г 2 и и, в компараторе токов до получения нулевого значения потока в сердечнике компаратора. Как известно, построение трансформаторных мостов по параллельной схеме замещения существенно проще для измерения параметров комплексных проводимостей. Поэтому предлагается использовать измерительную цепь, обеспечивающую измерение параметров комплексных сопротивлений по параллельной схеме замещения. При этом отпадает необходимость в дополнительных фазосдвигающих устройствах для формирования требуемой фазы напряжения, подаваемого на измеряемый объект в схемах для измерения комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения. Дополнительная группа из двух трансформаторов напряжения 3 и 4 обеспечивает автоматический перерасчет значений измеряемой 1 реа 1 ктив 1 наспи с па 1 раллельной на последовательную схему замещения эквивалентного комплексного сопротивления. Это осуществляется за счет использования зависимости между реактивными составляющими эквивалентных комплексных сопротивлений при переходе с параллельной на последовательную схему замещения, определяемой выражениямих,хпос 1+1Юх = Юх = 1 Кбх Приведенные уравнения свидетельствуют о то 1 м, что ура 1 внавеши)ванне измерительной цепи может быть осуществлено регулированием значений сопротивлений плеч моста или чисел витков в соответствующих обмотках трансформаторов, обеспечивающих измерение параллельных составляющих комплексного сопротивления, а для отсчета реактивной составляющей ком 1 плексного сопротивления по последавательной ехеме замещения 1 необходимо авести даполоительное напряжение, про 479040 порциональное квадрату тангенса угла потерь в измеряемом объекте.В схеме, где обеспечивается раздельныйотсчет 1 дб это дополнительное напряже ние должно регулироваться соответственно снапряжением, подводимым к резистору Яо вобразцовой ветви,Уравнение равновесия цепи, показаннойна чертеже, можно записать10)гЗ = ) х)г 2 (1) где Уо - ток в образцовой ветви;1, - ток в ветви с измеряемым объектом,Если не учитывать влияния внутренних сопротивлений обмоток трансформаторов и остаточных параметров образцовых мер, значения токов в ветвях моста могут быть найдены из выражений:(3) 35 Так как Лх пар схеме замещения, измерено по параллельнойможно записать 1 1(верхний знак в скобках соответствует индуктивному характеру измеряемого сопротивления, нижний - емкостному).45 Если значения чисел витков в обмоткахвыбирать таким образом, чтобы сохранялисьравенства т 7 Х,т 8 Йо тз50 У)г 4 тз тз)713)716)718Я Х 3 тзтотг то уравнение (3) с учетом зависимости (4)можно переписать в виде Хпа - т 2)12 т 10ПОс1 гу 2 )гзт 4 тд тзХ(5) Ка 1 к видно из уравнений (5), при измерении комплексных сопротивлений индуктив ного характера раздельный отсчет индуктивПосле подстановки значений токов в уравнение равновесия цепи (1) и некоторого преобразования получаем30Я )12 т 2)7110 Х ) 1 + )713 о479040 Предмет изобретения оставитель В. И. БахтиТехред 3. Тараненко ректор Т. Гревцова едактор Т. Рыбал Подписно Заказ 7588 Изд.1653 Тираж 902ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ОТ, Загоракий филиа 5ности по последовательной схеме замещения обеспечивается при уравновешивании измерительной регулированием числа витков в обмотке тш трансформатора 5. Отсчет тангенса угла потерь обеспечивается при регулировании числа витков в обмотке п 2 трансформатора 2.При измерении сопротивлений емкостного характера раздельный отсчет емкости может быть обеспечен при регулировании числа витков в обмотке компаратора 6. Трансформатор 5 в этом случае не нужен. Мост для измерения параметров комплексных сопротивлений по последовательной схеме замещения, содержащий источник питания, основной и, при необходимости, тангенсный трансформаторы напряженияпричем одна из вторичных обмоток основного трансформатора напряжения выполнена с регулируемым числом витков и служит для отсчета тангенса угла потерь,в измеряемом объекте, измеряемый объект, образцовые меры, при необходимости, компаратор токов и указатель равновесия, отличающийся тем, что, 5 с целью упрощения конструкции моста и повышения точности измерений, мост снабжен дополнительной группой из двух трансформаторов, первичная обмотка первого из которых подключена к регулируемой обмотке 10 основного трансформатора напряжения, уравновешивающей мост по тангенсу угла потерь, а вторичная обмотка этого трансформатора регулируется связанно с регулируемой обмоткой основного трансформатора;15 первичная обмотка второго трансформаторадополнительной группы подключена к зажимам регулируемой вторничной обмотки первого траноформатора этой пруппы, а вторичная обмотка второго трансформатора включена в 20 разрыв цепи последовательно с вторичной обмоткой основного трансформатора напряжения или с первичной обмоткой тангенсного трансформатора напряжения в ветви питания измеряемого объекта.