Трансформаторный мост переменного тока для дистанционных измерений

и 741162 Сою СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(28) П риоригет по делам изобретений н отхрытий(7) Заявитель Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ДИСТАНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙИзобретение относится к электроизмери тельной технике, а именно к измерению параметров комплексных сопротивлений и может быть использовано в области дистанционного измерения неэлектрических величин электрическим методом.Известна мостовая схема для измерения комплексных сопротивлений, в которой источник питания подключен к одной из диагоналей моста посредством соединительного ка. беля, имеющего два экрана 1. Внешний экО ран заземлеи, а внутренний подключен к противоположному зажиму генератора, что позволяет свести действие всех паразитных емкостей к шунтированию какого-либо одного, заранее5 выбранного элемента, включенного в плечо мостовой схемы.Недостаток указанного моста - низкая точность измерения, поскольку параметры соединительных кабелей влияют на результат измерения.Известен также трансформаторный мост переменного тока для дистанционных измерений 2. В этом трансформаторном мосте объект измерения включается в плечо моста междудвумя обмотками, одна из которых расположена на трансформаторе напряжения, а вторая -на компараторе токов. Вторые концы обеихобмоток заземлены, Объект измерения подклю.чается к каждой из обмоток отрезком экранированного провода (чаще всего коаксиально.го кабеля), экран которого также заземляется,Таким образом, паразитная емкость междусоединительными проводами исключается (онаразделена заземленным экраном), а емкостьмежду центральной жилой и оплеткой экранированного провода включается с одной стороныпараллельно обмотке трансформатора напряжения, с другой - параллельно обмотке индуктивного компаратора токов, При правильном выполнении этих обмоток (малое омическое соп.ротивление) и наличие тесной индуктивной свя.зи их с другими плечевыми обмотками трансформатора напряжений и компаратора токовшунтирование указанных обмоток весьма боль.шими паразитнымн емкостями не сказывается на результате измерения, что позволяет дости.гать дистанционности 00 200 и более метров.7411 б 2где Гц п д = ,(2) 3Недостатком этого устройства является погрешность измерения, обусловленная непосред. ственно соединительным кабелем, точнее, его распределенными параметрами - конечным сопротивлением центральной жилы в совокупности с распределенной емкостью центральной жилы на экран, Эта погрешность не может быть устранена или уменьшена усовершенствованием только элементов мостовой цепи (обмотки и образцовые сопротивления).Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения влияния распределенных параметров соединительнь 1 х кабелей.Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве между центральным проводом и внешним экраном в соединительных кабелях установлен второй экран, подключенный к центральному проводу в месте подключения кабелей к обмоткам трансформатора напряже. ния и компаратора токов.На фиг. 1 изображена схема трансформаторного моста переменного тока для дистанционных измерений; на фиг, 2 - эквивалентная схе. ма замещения ветви измеряемого объекта.Трансформаторный мост переменного тока состоит из генератора синусоидального напряжения 1, трансформатора напряжения 2, содержащего первичную обмотку 3 и вторичные обмотки 4 и 5, измеряемый объект 6, соединенный с измерительной цепью с помощью двух отрезков кабеля 7 и 8 с двойным экраном, образцовую меру 9, компаратор токов 10, содср жащий выходную обмотку 11 и входные обмотки 12 и 13, и индикатор равновесия 14. Внеш ний экран соединительных кабелей 7 и 8 эаземляется, а внутренний экран вместе с токоведу. щим проводом подсоединяется к обмоткам транс. форматора напряжения 2 и компаратора токов 10.Как видно на фиг, 2, линия связи предла. гаемого устройства состоит из двух линий с 4 О распределенными параметрами, Первая линия образована токоведущим проводом и внутренним экраном, а вторая линия образована внут. ренним и внешним экраном соединительного кабеля. Линия, образованная токоведущим проводом и внутренним экраном, закорочена в местах подсоединения ее к обмоткам трансформатора напряжения 2 и компаратора тока 10. Это позволяет уменьшить токи утечки в отрезке соединительного кабеля АВ, так как уменьшается разность потенциалов на элементах экви. валентной схемы 7 - 7. до величины погреш. ности передачи напряжения в линии, образованной внутренним и внешним экраном,Таким образом, погрешность передачи напряжения в линии связи АВ (см. фиг. 2) определяется выражениемЛ, = "И Ч 1 (1) 4- погрешность передачи напряжения влинии, образованной внутренним ивнешним экраном. В соединительной линии СД (см, фиг. 2) происходит компенсация дополнительной погрешности из.за того, что при соединении внутрен. него экрана соединительного кабеля с токове. душим проводом в точке Д токи утечки, протекающие по элементам Е 2(п+1) - Езп, сумми. руются с основным током, текущим по токоведущему проводу, Следовательно, в обмотке компаратора токов протекает ток, практически равный току через объект измерения. Точность компенсации определяется погрешностью передачи тока в линии, образованной внутренним и внешним экраном. Поэтому погрешность передачи в линии связи СД (см. фиг. 2) определяется выражением где 6 1 - погрешность передачи тока в лидуши,1образованной внутренним и внешнимэкраном,Как видно из выражений (1) и (2), погрешность передачи напряжения и тока в линии связи уменьшается до величины второго порядка малости. Это позволяет повысить точность дистанционных измерений либо при той же точности существенно увеличить дистанционность (увелиить длину соединительньх кабелей между объектом измерения и измерительным прибором). Формула изобретения Трансформаторный мост переменного тока для дистанционных измерений, содержащий генератор синусоидального напряжения, подключенный к первичной обмотке трансформатора напряжения, индуктивный компаратор токов, к выходной обмотке которого подключен индикатор равновесия, одна из вторичных обмоток трансформатора напряжения соединена с одной из входных обмоток компаратора токов через два экранированных соединительных кабеля с заземленным экраном и измеряе. мое комплексное сопротивление, включенное между ними, вторые обмотки соединены через образцовые меры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния распределенных параметров соединительных кабелей, между центральным проводом и внешним экраном в соединительных кабелях установлен второй экран, подключенный к центральному проводу741162 оставитель В. Мама ехред Л.Теслюк тор Е. Яковчик орректор 10. Макаренк 3194 44 Тираж 1019 ЦНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и открь 113035, Москва, Ж, Раушская, 4/ ал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,в месте подсоединения кабелей к обмоткамтрансформатора напряжения и компаратора то.коВ Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 61, Соболевский К. М. и др. Зашита мостотпеременного тока, Под. ред, Карандеева К. Б.Киев, 1957, с. 97-110.2. Карандеев К. Б. и др. Емкостные самокомпенсированные уровнемеры, М "Энергия",1966, с. 39, рис. 1-13,