Трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений

(22) Заявлено 040830 (21) 2972276/18-21 И М. Кп,с присоединением заявки Мо -С 01 В 17/10 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий,";,с,а.,У4" Ф Институт электродинамики АН Украинско ССР11111 вл(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙИзобретение относится к эзтектроизмерительной технике и может быть использовано для измерения комплексных сопротивлений. 5Известен транаорматорный мост,два плеча которого образованы измеряемым и образцовым сопротивлениями, а два других - двумя обмотками двухступенчатого трансформатора. В двух диагона О лях моста включены источник питания и детектор равновесия. Плечевые обмобки охватывают оба сердечника трансформатора, две дополнительные обмотки охватывают один из сердечников, который соединен последовательно и подключен к зажимам источника питания 1,1).Недостатком известного устройства является ограниченная точность компенсации погрешностей из-за влияния внутренних сопротивлений обмоток. Остаточная погрешность примерно равна квадрату исходной погрешности, что ограничивает возможности построения высокоточных измерительных цепей. 25Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений, два плеча которого составляют измеряемый ЗО объект и образцовую меру, два других плеча образованы двумя обмотками трансформатора напряжения, пятым и шестыми плечами моста являются две обмотки трансформаторного компаратора токов, к выходной обмотке последнего подключен детектор равновесия. К потенциальным зажимам измеряемого объекта подключен вход активного четырехполюсника (повторителя напряжения), выход четырехполюсника соединен с первичной обмоткой дополнительного .трансформатора, вторичная обмотка которого соединена последовательно с одной из обмоток плечевого трансФорматора напряжения 123.Недостатком известного устройства является низкая точность измерений малых и сверхмалых сопротивлений, а также при дистанционных измерениях параметров датчиков.Целью изобретения является повышение точности измерения малых и сверхмалых сопротивлений.Поставленная цель достигается тем, что трансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений, содер" жащий четырехплечий мост, два плеча которого составляют четырехзажимные измеряемый объект и образцовая мера40 а два других плеча образованы двумяобмотками трансформатора напряжения,источник питания, детектор равновесияи активный четырехполюсник, снабжендополнительным сердечником на трансформаторе напряжения и третьей и чет-,5вертой обмотками, причем две плечевыхобмотки охватывают оба сердечника,третья обмотка охватывает первый сердечник, а четвертая обмотка охватывает второй сердечник, к первым токоОвым зажимам измеряемого объекта иобразцовой меры подключен источникпитания, в измерительную диагональтрансформаторного моста включен детектор равновесия, к первым зажимам 15третьей и четвертой обмоток подключен вход активного четыреполюсника,выход активного четырехполюсника подключен к вторым зажимам третьей ичетвертой обмоток трансфоРматоРа напряжения,На чертеже показана упрощенная. схема трансформаторного моста.Мост содержит источник. 1 питания,цепочку из измеряемого объекта 2 иобразцовый меры 3, двухступенчатыйтрансформатор с сердечниками 4 и 5и обмотками 6-9, детектор 10 равновесия и повторитель 11 напряжения.Плечевые обмотки 6 и 7 охватывают оба сердечника, дополнительнаяобмотка 8 охватывает сердечник 4,а обмотка 9 - сердечник 5Дополнительные обмотки 8 и 9 соединеныпоследовательно и подключены к входу повторителя 11. Выход повторителя соединен с зажимами обмотки 9,Число витков в обмотках 6-9 одинакова. По основному периметру мостуравновешивается коммутацией витков в одной обмотке 7Мост работает следующим образом.Детектор равновесия реагирует . фна отсутствие напряжения ыа диаго нали моста, Уравновешивание мостовой цепи по основной составляющейпроизводят регулировкой числа витков в одной из плечевых обмотоктрансформатора,Условие равновесия цепи при этомможет быть записано в виде2 =2 "-Д,Х Опгде 2 и 2 - сопротивления объекта2 измерения и образцовой меры 3;в ,а - числа витков в обмотках 6 и 7 соответственно.При измерении параметров конденсаторов основной измеряемой величинойявляется емкость60Отсчет измеряемой величины осуществляется по числу витков в регулируе-.мой обмотке 7. Суммарное напряжение с зажимов обмоток 8 и 9 подается на вход повторителя 11. Выходное напряжение этогоповторителя поступает на зажимы обмотки 9, Если коэффициент передачиповторителя равен единице, то напряжение на зажимах обмотки 8 будет отсутствовать. Не будет при этом также напряжения на зажимах обмотки бчисло витков вкоторой равно числувитков в обмотке б и которая охватывает сердечник 4, При этом ток намагничивания по обмотке 6 протекать небудет, а , следовательно, не будеттакже тока в обмотке 7, включеннойпоследовательно с обмоткой б, т.е.будет исключена погрешность из-завлияния внутренних сопротивлений обмоток б и 7 и соединительных проводов к ним.Точность компенсации погрешностейизмерений определяется точностью коэффициента передачи повторителя напряжения. Если этот коэффициентотличается от единицы на величину Д"П=1-К, где К - реальный коэффициентпередачи повторителя, то в плечевыхобмотках потечет ток, создающий частьмагнитного потока, равную К. Ф ,гдеф - полный поток в сердечнике при отсутствии компенсации, Следовательно,остаточная погрешность составит величину 7 = сР д , где д - исходнаяпогрешность в схеме моста при отсутствии компенсации,При измерении параметров резисторов или катушек индуктивности основными измеряемыми величинами соответственно бУдутили.К оф 4Для обеспечения прямого отсчета измеряемой величины следует регулировать число витков щз в обмотке б. В этом случае выход повторителя напряжения подключается к зажимам обмотки 8, а с одинаковыми числами витков выполняются обмотки 7-9. Регули руемой остается одна обмотка б. Остальные пояснения аналогичны произведенным.Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность измерений комплексных сопротивлений малых и сверхмалых номинальных значений.Формула изобретенияТрансформаторный мост для измерения комплексных сопротивлений, содержащий четырехплечий мост, два плеча которого составляют четырехзажим-35, Р 739/32 . Тираж 7 ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Пкомитета открытий ушская на ака дписно СР филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ный измеряемый объект и образцовуюмеру, а два других плеча обраЗованыдвумя обмотками трансформатора напряжения; источник питания, детекторравновесия и активный четырехполюсник, отличающийся тем, 5что, с целью повьыения точности измерения малых и сверхмалых сопротивлений, мост снабжен дополнительнымсердечником на трансформаторе напряжения и третьей и четвертой обмотками, причем две плечевых. обмотки охватывают оба сердечника, третья об-.мотка охватывает первый сердечник,а четвертая обмотка охватывает второй сердечник, к первым токовым зажимам измерянмого объекта и образцовой,меры подключен источник питания,в измерительную диагональ трансформаторного моста включен детектор равновесия, к первым зажимам третьейи четвертой обмоток подключен входактивного четырехполюсника, выходактивного четырехполюсника подключенк вторым зажимам третьей и четвертой обмоток трансформатора напряжения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. С 1 ЬЬпда ,Н. Ап,айегпайпдсцгаепсапа 1 оцые оЕ Ье Ке 1 чп доцЬ 1 е Ьг 09 е. Ргоа. ЕЕ, 1963, ч,1090,р.3022. Цифровые приборы и системы дляизмерения параметров конденсаторов.