Трансформаторный мост переменноготока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 1405,79 (21) 2787759/18-21с присоединением заявки Йо -(53) УДК 621. 317. .733088.8) Дата опубликования описания 100781 М. Н. Сурду, В, Г. Мельник, О. А, Орнатский, Ю. А. Смоляр и Р. Д. Тучин(71) Заявитель Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ .МОСТ ПЕРЫЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначенодля измерения параметров комплексныхсопротивлений в широком диапазоне частот.Известны трансформаторные измерительные мосты с индуктивными компараторами токов, предназначенные для измерения параметров комплексных сопротивлений.Недостатком их является ограниченный диапазон рабочих частот.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности, является трансформаторный мост переменного тока, 15который содержит основной генераторнапряжения, компаратор токов с указательной, одной нерегулируемой идвумя регулируемыми плечевыми обмотками, индикатор равновесия, подключенный к указательной обмотке, образцовые меры емкости и активной проводимости, включенные между основным генератором напряжения и соответствующими регулируемыми плечевыми обмотками, зажимы для подключения объектаизмерения, один из которых подключенк нерегулируемой плечевой обмотке, авторой к основному генератору напряжения 11 . 30 Свойственный этому мосту ограниченный диапазон рабочих частот обусловлен тем, что на низких частотахиндуктивное сопротивление обмотоккомпаратора токов становится малым,в результате чего резко обратнопропорционально частоте) снижаетсячувствительность и точность измерения.,целью изобретения является расширение частотного диапазона работыустройства и его функциональных возможностей,Для достижения этой цели трансформаторный мост переменного тока, содержащий основной генератор напряжения, компаратор токов с указательной,одной нерегулируемой и двумя регулируемыми обмотками, индикатор равновесия, подключенный к указательной обмотке, образцовые меры емкости и активной проводимости, включенные между основным генератором напряжения исоответствующими регулируемыми плечевыми обмотками, зажимы для подключения объекта измерения, один из которых подключен к нерегулируемой плечевой обмотке, а второй - к основному генератору напряжения, снабжен дополнительным генератором напряжения845106 где и, 6, д. и выключателем, а сердечник компаратора токов состоит из двух замкнутыхмагнитопроводов, на каждый из которыхнанесена дополнительная обмотка,причем указанные обмотки включенывстречно-последовательно и через выключатель подключены к дополнительному генератору напряжения .На чертеже приведеа принципиальная схема трансформаторного моста переменного тока.Предлагаемое устройство содержит 1 Оосновной генератор 1 напряжения, компаратортоков, сердечник которогосостоит из двух магнитопроводов 3 и4 с нерегулируемой 5, регулируемыми6 и 7 плечевыми и указательной 8 обмотками, индикатор 9 равновесия, подключенный к указательной обмотке,образцовые меры емкости 10 и активнои проводимости 11, включенные между генератором 1 и регулируемыми плечевыми обмотками 6 и 7 соответственно, зажимы 12 и 13 для подключенияобъекта измерения, соединенные с нерегулируемой плечевои обмоткой 5 компаратора токов и генератором 1 соответственно. Ероме того, устройствосодержит дополнительный генератор 14напряжения, соединенный через выключатель 15 с включенными встречно-последовательно вспомогательными обмотками 1 и 17, нанесенными соответствен- ЗОно на магнитопроводы 3 и 4 компаратора токов.Предлагаемый трансформаторный мостработает следующим образом. В областичастот, где индуктивные сопротивления,основных обмоток компаратора токов достаточно велики,выключатель15 разомкнут, Токи, протекающие вветви объекта измерения и в ветвяхобразцовых мер, создают в магнитопроводах компаратора токов противоположно направленные магнитные потоки.При этом в указательной обмотке компаратора токов наводится ЭДС сигналанеравновесия мостовой цепи. Уравнов:шявание моста производится регули. рованием числа витков плечевых обмоток. Условие равновесия предлагаемоготрансформаторного моста для каждойиэ составляющих комплексной проводимости объекта измерения аналогИчно 5 Оусловию равновесия известного устройства числа витков соответствующих плечевых обмоток; 60составляющая комплексной проводимости объекта измерения;соответствующая образцовая мера, 65 При работе в области низких частотзамыкается выключатель 15 и на вспомогательные обмотки 16 и 17 подается напряжение с частотой, оптимальной для работы трансформатора. При этом компаратор токов 2 работает в режиме магнитного модулятора, причем модулирующим сигналом является разностный магнитный поток плечевых обмо.ток, а модулируемым - сигнал дополнительного генератора. Магнитные потоки, созданные вспомогательными обмотками идентичны и имеют противоположное направление, если суммарный магнитный поток, созданный плечевыми обмотками, равен нулю.Если суммарный магнитный поток плечевых обмоток не равен нулю, то он суммируется с магнитным потоком, наведенным вспомогательной обмоткой в одном магнитопроводе и вычитается из этого потока во втором, Поскольку характеристики намагничивания сердечников нелинейны, то это приводитк асимметрии формы ЭДС, наводимыхпотоками первого и второго магнитопроводов в указательной обмотке,поэтому при наличии сигнала неравновесия мостовой цепи, на выходе указательной обмотки компаратора токовимеется напряжение второй и других четных гармоник частоты вспомогательного енератора, Амплитуда этого напряжения. определяется мгновенным значением сигнала неравновесия мостовой цепи разностью ампер-витков плечевых обмоток), что позволяет использовать ее в качестве информативного параметра при уравновешивании моста.Таким образом, если известные трансформаторные мосты могут удовлетворительно работать в диапазоне частот, отношение верхней Г и нижнейграниц которого не превышает нескольких сотен, то с помощью предлагаемого устройства можно производитьизмерение параметров комплексных сопротивлений в полосе частот, нижняя граница которой определяется допустимым временем уравновешивания измерительной цепи, а верхняя может достигать нескольких сотен кГц. Это позволяет значительно расширить функциональные возможности трансформаторных мостов, переменного тока, в частности, использовать их для измерения больших и сверхбольших емкостей, а при соответствующем изменении конфигурации измерительной цепи,также и индуктивностей на низких и инфранизких частотах. При этом.в оченьшироком частотном диапазоне удаетсяреализовать основные преимуществатрансформаторных мостов переменноготока: высокую помехоустойчивость, малое число образцовых мер и .наиболеевысокую, по сравнению с другими уст845106 формула изобретения Составитель И. БахтинаТехред С. Мигунова Корректор Н, Швыдка актор Б. Гончар Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб даэ 4137/3 Проектная, 4 иал ППП "Патент", г. Ужгоро ройствами, точность измерения комплексных сопротивлений; Трансформаторный мост переменного тока, содержащий основной генератор напряжения, компаратор токов с указательной, одной нерегулируемой и двумя регулируемыми плечевыми обмотками, индикатор равновесия, подключенный к указательной обмотке, образцовые меры емкости и активной проводимости, включенные между основным генератором напряжения и соответствующими регулируемыми плечевыми обмотками, зажиж для 15 подключения объекта измерения, один иэ которых подключен к нерегулируемой плечевой обмотке, а второй - к основному генератору напряжения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения частотного диапазона работы устройства и функциональных воэможностей, он снабжен дополнительнымгенератором напряжения и выключателем,а сердечник компаратора токов состоитиэ магнитопроводов, на каждый из которых нанесена дополнительная обмотка, причем указанные обмотки включены встречно-пеаледовательно и черезвыключатель подключены к дополнительному генератору напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Трансформаторные измерительныемосты, ред. К. Б. Карандеева. - Энергия,: 1970, с. 26.