Мост с индуктивно связаннымиплечами

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Сьвз Советскнк Социалистических Ресиублин(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 07. 05.79 (23) 2762270/18-21 (51)М, Кл,с присоединением заявки ИУ -(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 317. .733(088.8) Дата опубликования описания 07, 04,81(72) Авторы изобретенияЮ.В. Братусь, Ф,Б, Гриневич и В.П. КарпенкоЮт ":":,ГИБЛ; ,(71) Заявитель Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) МОСТ С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ПЛЕЧАМИ Изобретение относится к электро- измерительной технике, точнее к той ее области, которая занимается вопросами измерения комплексных сопро-, тивлений посредством мостовых и компенсационных цепей и может быть использовано для измерения параметров датчиков или других объектов, характеристики которых. нелинейно зависят от определяемой величины.Известно устройство для измерения температуры,.выполненное в виде трансформаторногомоста, причем одна из обмоток плечевого трансформато,ра подключена к нескольким последовательно соединенным образцовым мерам и термометру сопротивления Г 1 . Вторая обмотка трансформатора выполнена из двух частей и последовательно о,детектором равновесия подключена к зажимам термометра сопротивления, Кусочно-линейная аппроксимация нелинейной зависимости температуры от параметров термометра сопротивления осуществляется одновременным переключением образцовых мер в ветви и переключением чисел витков в обмотке трансформатора во второй ветви.Недостатком этого устройства является необходимость двух раэнород- ЗОных регулировок в двух ветвях моста. Кроме того устройству присуща методическая погрешность измерений, возникающая вследствие того, что ток в ветви моста, в которой включен термометр сопротивления, зависит от значений всех последовательно сждиненных элементов в ветви.Методическая погрешность измерений отсутствует в устройстве наиболее близком по технической сущности к изобретению и содержащем источник питания, плечевой и дополнительный трансформаторы, образцовые меры, датчик измеряемой величины и детектор равновесия 2.Недостатком этого устройства яв" ляется ограниченная точность измерений неэлектрических величин, так как число аппроксимирующих участков кривой нелинейной, зависимости ограничено. При увеличении числа аппроксимирующих участков устройство существенно усложняется: вводятся по три дополнительных элемента на каждый отрезок аппроксимации. другим недостатком известного устройства является необходимость одновременного перекЛючения элементов в двух ветвях моста и трудоемкость выбора точныХ значений параметров этих элементов., так как небольшое несовпадение их приведет к разрывам ломаной линии и дополнительным погрешностям измерения. Третьим недостатком устройства является то, что оно применимо только для измерения параметров датчика проводимости (емкости), так как при уравновешивании моста регулирование осуществляется в образцовой ветви, Как известно, применение датчиков сопротивления (например, термосопротивления) требует при уравновешивании цепи регулирования напряжения, подводимого к датчику. Такое регулирование невозможно в описанном устройстве.Целью изобретения является повышение точности измерейий неэлектрических величин, нелинейно зависящих от параметров датчика, и упрощение устройства.Достигается это тем, что мост, 20 содержащий источник питания, плечевые элементы плечевой и дополнительный трансформаторы, причем одна из обмоток плечевого трансформатора выполнена из отдельных секций, комму тирующей, а выходная обмотка дополнительного трансформатора подключена к плечевому элементу, и детектор равновесия, соединенный с другой плечевой некоммутируемой обмоткой и плечевыми элементами, снабжен источниками напряжения, включенными последовательно с каждой секцией коммутируемой обмоТки, а первичная обмотка дополнительного трансформатора через коммутирующие элементы подключена к зажимам одной из секций коммутируе- мой обмотки и соответствующего источника напряжений.Другое отличие заключается в том, что в качестве источника напряжения 40 используются дополнительные обмотки на плечевом трансформаторе.На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит источник пита ния 1, плечевой трансформатор 2 с первичной обмоткой 3 и вторичными обмотками 4 и 5, причем, вторичная обмотка 5 содержит 10 секций 6-15, дополнительные источники напряжений 16-25, включенные последовательно с каждой секцией, дополнительный трансформатор 26 с обмотками 27 и 28, датчик измеряемой величины 29, образцовую меру 30, детектор равновесий 31. При показанном на чертеже включении обеспечивается измерение параметров датчиков сопротивления. Если необходимо измерять параметры датчика проводимости (емкости), плечевые элементы 29 и 30 меняются местами. 60В предлагаемом устройстве линеаризация зависимости отсчета измеряемой величины от параметров датчика достигается путем включения дополнитель- ныхисточников напряжения 16-25 пос 65 ледовательно с каждой секцией 6-15 первой декады коммутируемой обмотки. Значения и полярность напряжения каждого из дополнительных источников выбираются такими, чтобы необходимым образом изменять угол наклона каждого отрезка аппроксимирующей ломаной ли- нии в местах изгиба.При показанных на чертеже десяти секциях обмотки 5 и десяти дополнительных источниках напряжения обеспечивается десять участков аппроксимирующей ломаной линии.На первом участке ломаной первичная обмотка 27 трансформатора 26 подключена к зажимам аб секции 6 обмотки 5. Мост уравновешивается коммутацией витков в обмотке 28, посредством которой. обеспечивается второй и последующие разряды уравновешивания. При заполнении разрядов, соответствукщих обмотке 28, происходит переход на следующий участок аппроксимирующей ломаной, осуществляемый подключением зажимов первичной обмотки 27 к зажимам бв секции 7 обмотки 5, и одновременно осуществляется сброс на нуль числа витков в обмотке 28, Поскольку контакт б остается общим для обоих отрезков ломаной, разрыва в точке изги ба не происходит и уравновешивание моста на втором участке осуществляется аналогично рассмотренному коммутацией витков в обмотке 28Переход на следующий участок происходит переключением обмотки 27 к зажимам вг секции 8 обмотки 5 и т.д.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности измерений и упрощении устройства при измерении неэлектрических величин, нелинейно зависящих от параметров датчиков.Сравнение предлагаемого устройства с .известным позволяет сделать следующие выводы. При аппроксимации кривой нелинейной зависимости десятью отрезками в предлагаемом устройстве в обычный мост необходимо ввести 10 дополнительных источников напряжения, которые могут быть выполнены в виде 10 дополнительных обмоток на плечевом трансформаторе.В известном устройстве .при 10 отрезках аппроксимации в обычный мост необходимо ввести 30 дополнительных элементов - 10 обмоток и 20 образцовых мер, коммутируемых 19 контактами реле.В предлагаемом устройстве существенно упрощается процесс регулирования и уравновешивания моста по срав-нению с известным, так как исключается необходимость в дополнительных переключениях при переходе с отрезка на отрезок, тогда как в известном устройстве Необходимо производить два связанных переключения на каждый отрезок аппроксимации, производимых819729 НИИПИ . Заказ 1378/24 Тираж 73 одписно тная,илиал ППП "Патент", г, ужгород, ул одновременно в двух ветвях моста. Неточное соответствие параметров элементов в этих ветвях приведет к разрыву аппроксимирукщей ломаной в точке изгиба и к дополнительной погрешности измерений. Такие дополнительные погрешности в предлагаемом устройстве исключены, так как отсутствуют возможности разрыва в точке излома линий. Формула изобретения 1. Мост с индуктивно связанными плечами, содержащий источник питания, плечевые элементы плечевой и дополнительный трансформаторы, одна из обмоток плечевого трансформатора выполнена из отдельных секций, коммутируемой, а выходная обмотка дополнительного трансформатора подключена к плечевому элементу, и детектор равновесия, соединенный с другой плечевой некоммутируемой обмоткой и плечевыми элементами о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений неэлектрических величин и упрощения устройства, мост снабжен источниками нап ряжения, включенными последовательнос каждой секцией коммутируемой обмотки, а первичная обмотка дополнительного трансформатора подключена к зажимам одной из секций коммутируемойобмотки и соответствующего источника напряжения2. Мост по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве источников напряжения используются допол-нительные обмотки на плечевом трансформаторе,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР20 В 495555, кл. Я 01 К 7/24, 1975.2. Трансформаторные измерительные мосты , под ред. Карандеева К.Б,Энергия, 1970, с. 201.