Трансформаторный измерительный мост

/ ЬСТ 36 Карпен А.С. ЬгЫ гЬ егшоше с, Р 11,щ о СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИ(71) Институт электродинамикиАН УССР(56) Нз.11 1.1 М 11 ег А.Р, Ап а,с,йоцЬ 1 е ЬгЫ 8 е ч 1 пп пйцсг 1 че 1 у соцр 1 ей гап 1 о аппя аког ргеся 1 оп р 1 аг.1 пцшгеяхясапсе ЬеппошеГгу. - Ргос, 1 ЕЕ,1963, у. 110, У 2, р. 453.СхЬЬ 1 пяя П,1 Н, Ап а,с. апа 1 ояцеой где Ке 11 п йоцЬ 1 е ЬгЫде, - Ргос.1 ЕЕ, 1962, ч, 109 С, р, 307,ТЬошяоп А,М., Яша 11 С.Иае Еог р 1 аг 1 пцтп геяягапсегу, - Ргос. 1 ЕЕ, 1971, тт. 1р, 1661.(54)(57) 1. ТРАНСФОРМАТОРНЪЙИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ МОСТ, содержащий источник питаниятоковые зажимы для подключения последовательно соединенных измеряемогообъекта и образцовой меры, двуступенчатый трансформатор, на двух сердечниках которого расположены две обмотки,а на одном из сердечников расположенаодна третья обмотка, разделительныйтрансформатор с тремя обмотками к детекгор равновесия, подключенный к первой обмотке разделительного трансформатора, первая обмотка двуступенчатого трансформатора, соединенная последовательно с второй обмоткой разделительного трансформатора, подключенапараллельно зажимам для подключенияизмеряемого объекта, вторая обмоткадвуступенчатого трансформатора, соеди ненная последовательно с третьей обмоткой разделительного трансформатораподключена параллельно потенциальнымзажимам для подключения образцовоймеры, первый вывод третьей обмоткидвуступенчатого трансформатора подключен к первому потенциальному зажимудля подключения образцовой меры, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности и расширения пределов измерений, мост снабжен полнительным трансформатором с тремя обмотками и усилителем, первичная обмотка дополнительного трансформатора подключена к зажимам источника питания, один из которых соединен с общей шиной, две вторичные обмотки дополнительного трансформатора соединены последовательно и подключены к токовым зажимам для подключения последовательно соединенных измеряемого объекта и образцовой меры, первый вход усилителя подключен к выводу второй обмотки двуступенчатого трансформатора, соединенному с выводом третьей обмотки, разделительного трансформатора, второй вход усилителя соединен с общей шиной, выход усилителя подклю чен к выводу первой вторичной обмотки дополнительного трансформатора, соединенному с выводом второй вторичной обмотки дополнительного трансформатора, второй вывод третьей обмотки двуступенчатого трансформатора соединен с общей шиной.2, Мост по п. 1, о т л и ч а юи й с я тем, что первая вторичнаябмотка дополнительного трансформафтора выполнена регулируемой.1182413 Е = Ешф Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения параметров комплексных сопротивлений посред"ством мостовых и компенсационных цепей переменного тока, в частности,при измерении малых сопротивлений.Цель изобретения - повьппение точности путем формирования компенсирующего напряжения, позволяющего устра"10нить влияние остаточных параметровобмоток и соединительных проводов,и расширения пределов измерения.11 а чертеже представлена структурная схема устройства, 15Устройства содержит источник 1,питаний, зажимы для подключения иэ"гперяеиаго объекта 2, образцовую меру 3, двуступенчатый трансформаторс сердечниками 4 и 5. и обмотками 6-8,разделительный трансформатор 9 собмотками 10 - 12, детектор 13 равновесия, дополнительный трансформатор 14 с обмотками 15 - 17, усилитель 18, потенциальные зажимы 1922, таковые зажимы 23 и 24 для подключения измеряемого объекта 2.Обмотки 6 и 10 соединены последовательно и подключены к потенциальпым зажимам 19 и 20 измеряемого объекта, Обглатки 7 и 11 соединены последовательно и подключены к потенциальным зажимам 21 и 22 образцовой меры3 резистора). Источник 1 подключенк зажимам обмотки 15 дополнительного З 5трансформатора 14. Обмотки 16 и 17дополнительного трансформатора 14соединены последовательно и подключены к токовым зажимам 23 и 24, Первыйвход усилителя 18 подключен к эажиму соединения обмоток 7 и 11, а выход усилителя подключен к общемузажиму обмоток 16 и 17. Второй входусилителя 18 и первый зажим обмотки8 соединен с общей шиной, а второй 45зажим обмотки 8 - с токовым зажимом 24,Число витков в обмотке 16 равночислу витков в обмотке 6, Число витков в обмотках 7, 8 и 17 одинаковы,Контроль состояния равновесияцепи осуществляется детектором 13,подключенным к зажимам обмотки 12,Отношение напряжений на обмотках6 и 7 двуступенчатаго трансформатора 5должно устанавливаться с высокой точностью, Дополнительный трансформатор14 и усилитель 18 служат для повьппегния точности коэффициента передачи двуступенчатого трансформатора и защиты устройства от влияния токов утечек через нежелательные емкостные проводимости относительно заземленного узла моста. При этом точность коммутации обмотки 16 может быть ниже точности коммутации обмотки 6.Применение разделительного трансформатора 9 позволяет исключить влияние сопротивления соединительного провода между измеряемым объектом и образцовой мерой.Устройство работает следующим образом.При подаче питающего напряжения на обмотку 15 наводятся ЭДС в обмотках 16 и 17, подключенных к зажимам сравниваемых сопротивлений. Падения напряжений на этих сопротивлениях сравниваются с напряжениями на обмотках 6 и 7. При неравенстве напряжений возникает ток неравновесия в обмотке 12, Коммутацией витков в обмотках 6 и 16 обеспечивается равенство ампервитков в обмотках 10 и 11, о чем свидетельствуют нулевые показания детектора 13.Без учета погрешностей измерений условие равновесия .цепи описывается равенством; где Е- сопротивление измеряемогообъекта;Е- сопротивление образцовоймеры;ш и т - числа витков в обмотках6 и 7 соответственно,Число витков в обмотке 6 пропорционально измеряемому сопротивлению Е,В результате протекания остаточных токов по рабочим обмоткам 6 и 7в момент равновесия цепи, возникаютпогрешности измерений, обусловленные влиянием остаточных сопротивлений обмоток 6 и 7 и соединительныхпроводов, к. ним,При отсутствии компенсации, еслине учитывать влияния величин второгопорядка малости, эти погрешности могут быть определены из выражения: Еб г 7 1где Е, Еь - остаточные параметры413, 4образцовой мере на величину Лсоответствующую укаэанной погрешности. Эта разность напряжения сущест" вует также между напряжениями на обмотках 7 и 8. Компенсация этой погрешности осуществляется усилителем 18, Разность напряжений ана зажимах обмоток 7 и 8 подается на вход усилителя 18, выходное напряжение усилителя суммируется с напряжением обмотки 17 и подается на зажимы обмотки 8 и, таким образом, компенсируется указанная погрешность. Кроме того автомаТически снижены погрешности измерений, возникающие из-за влияния токов утечек через нежелательные емкостные проводимости между элементами моста и заземленным узлом. Путем совместного действия дополнительного трансформатора 14 и усилителя 18 потенциал точки соединения обмоток 7 и 11 при-. водится к потенциалу земли, что исключает протекание токов утечек между корпусом прибора (заземленным) и первичными цепями детектора равновесия и автоматически снижает погрешности измерения из-за токов утечек.В результате совместной коммутации обмоток 6 и 16 обеспечивается постоянная величина рабочего тока в ветвях моста при его уравновешивании, не зависящая от измеряемого сопротивления, что позволяет снизить зависимость чувствительности цепи от величины измеряемого сопротивления в диапазоне измерений и повышает точность измерений.При формировании компенсирующего напряжения исключено шунтирование образцового сопротивления, что позволяет расширить пределы измерений в .сторону больших сопротивлений беэ видимых ограничений. 3 1182и индуктивные рассеяния,обмоток 6 и 10 соединительных проводов к зажимам 19 и 20 измеряемого объекта;2 , 2 - остаточные параметрыобмоток 7.и 11 и соединительных проводов к зажимам 21 и 22 образцовоймерыю 1 О2 и 2 - входные сопротивления об 6 Тмоток 6 и 7,Снижение погрешностидостигается снижением токов, протекающих пообмоткам 6 и 7 в момент равновесияцепи, что обеспечивается совместнымприменением дополнительного трансформатора 14 и усилителя 18 при двуступенчатом трансформаторе,В результате подачи на зажимы обмотки 8 напряжения, точно равногопадению напряжения на образцовоймере 3, обеспечивается протеканиенамагничивания сердечника 5 по обмотке 8 и пренебрежимо малых токов дпо обмоткам 6 и 7, что приводит кувеличению входных сопротивлений обмоток 6 и 7 и снижению влияния остаточных сопротивлений этих обмоток исоединительных проводов к ним наточность измерительной цепи,Для обеспечения высокой точностикомпенсации указанных погрешностейнеобходимо, чтобы напряжения на зажимах образцовой меры 3, обмоток 7,17 и 8 были равны между собой с вы 35сокой точностью. В действительностипоскольку коммутация витков в обмотке 16 производится с меньшей дискрет-ностью, чем в обмотке 6, а такжеиз-за влияния остаточных параметровобмоток 7 и 17 и соединительных проводов к ним, напряжения на обмотках7 и 17 отличаются от напряжения на1182413 рректор В. Гири О/43 Тираж 741 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.,Заказ 6 Подписи илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Составитель В. СеменчуРедактор Л, Пчелинская Техред ЛЛикеш