Трансформаторный мост для измерения параметров комплексных сопротивлений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРС О ДЕЛАСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1 ,ф Н АВ8 88 др. Справочникиборам для радиоя, 1980, с. 190.ельство СССРК 17/10, 1972.И МОСТ ДЛЯ ИЗМЕМПЛЕКСНЫХ СОПРОе о ся к электростройство в, суммаия, включаюехникик 110 п ера ор 11, управляе яжения и усилиап ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ КОЬЮ СВИДЕТЕЛЬС(57) Изобретенизмерительнойсодержит задатчтор 5, источнищий задающий гмый делитель80121503(59 4 С 01 К 17/12 гель 13 мощности, трансформатор 9 с первичной 14 и вторичными 8 и 15 обмотками, преобразователь 16 переменного напряжения в постоянное, дифференциальный усилитель 17, цифроаналоговый преобразователь 20 с кодовыми входами 21-23 и с сигнальными входом 24 и выходом 25, источник 26 опорного напряжения, токозадающий образцовый резистор 27, объект 28 измерения, повторитель 29 напряжения, вспомогательный образцовый резистор 30, первичные обмотки 31 и 33 компаратора 32 токов и его выходную обмотку 34, образцовую меру 35, детектор 36 равнонесич и блок 37 анализа.й В качестве источника 10 питания может быть использован генератор синусоидального напряжения, 1 ил. тИзобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано при построении мостовпеременного тока или аналогичных устройств, предназначенных для измерения параметров комплексных сопротивлений, в частности параметров катушекиндуктивности с ферритовыми магнитопроводами,Цель изобретения - повышение точкости измерения и надежности путемвведения в структуру моста преобразователя переменного напряжения в постоянное, дифференциального усилителя,цифроаналогового преобразователя и 15управляемого делителя, а также объединение их в систему для поддержаниязаданного уровня выходного напряжения питающего генератора, что позволяет выполнить каждую из обмоток 20трансформатора напряжения и компаратора токов, изменением числа витков ., которых осуществляется регулировка измерительного тока, в видеодной декады, а также путем введения блока анализа и сумматора кодов,позволяющих изменять выходное напряжение питающего генератора в процессе регулировки измерительного токаоптимальным образом с точки зренияобеспечения постоянства чувствительности измерительной цепи.На чертеже представлена структурная схема траснформаторного мостадля измерения параметров комплексного сопротивления,Трансформаторный мост содержит задатчик 1 кодов с выходами 2, 3 и 4 первой, второй и третьей декад соответственно, сумматор 5 кодов с первым 6 и вторым 7 входами, вторичную обмотку 8 трансформатора 9 напряжения, источник 10 питания (генератор синусоидального напряжения), состоящий из задающего генератора 11, управляемого делителя 12 напряжения и усилителя 13 мощности, первичную 14 и вторичную 15 обмотки, трансформатора 9 напряжения, преобразователь 16 переменного напряжения в постоянное, дифференциальный усилитель 17 с первым 18 и вторым 19 входами, цифроаналоговый преобразователь 20 с кодовыми входами 21 - 23, сигнальным входом 24 и выходом 25, 55 источник 26 опорного напряжения, токозадающий образцовый резистор 27, объект 28 измерения, повторитель 29 напряжения, вспомогательный образцовый резистор 30, первичную обмотку 31 компаратора 32 токов, другую первичную 33 и выходную 34 обмотки, компаратор 32 токов, образцовую меру 35, детектор 36 равновесия и блок 37 анализа.Устройство работает следующим образом.Перед определением параметров измерительного объекта в мостовой цепи при помощи задатчика 1 кодов устанавливается необходимое значение измерительного тока 1 . При этом выходной код первой декады задатчика 1 кодов, снимаемый с выхода 2, поступает на первый вход б сумматора 5 кодов, а с его выхода - на входы цепей управления коммутирующими элементами обмотки 8 трансформатора 9 напряжения. Благодаря этому число включенных витков обмотки 8становится пропорциональным выходному коду первой декады задатчика 1кодов,При подключении источника 10питания к первичной обмотке 14 трансформатора 9 напряжения на его вторичных обмотках 8 и 15 возникаетсоответствующее напряжение. Переменное напряжение, снимаемое с обмотки 8 при помощи преобразователя 16,преобразуется в постоянное напряжение и подается на первый вход 18дифференциального усилителя 17. Навторой вход 19 этого усилителя подается постоянное напряжение, снимаемое с выхода 25 цифроаналоговогопреобразователя 20, На кодовыевходы 21, 22 и 23 цифроаналоговогопреобразователя 20 подаются выходныекоды соответственно первой, второйи третьей декад задатчика 1 кодов,а на сигнальный вход 24 - постоянное напряжение источника 26 опорного напряжения.1Уровень напряжения источника 26и номинальное выходное напряжениеисточника 10 питания, а также отношение витков вторичной 8 и первичной 14 обмоток трансформатора 9 выбраны такими, что при любом значении выходного кода старшей декадызадатчика 1 кодов и нулевом значении выходного кода его остальныхдекад разность напряжений, поступающих на входы дифференциального уси-лителя 17, равна нулю, Если выход1 О 15 20 25 30 35 40 4550 3 1 ные коды младших декад эадатчика 1 кодов принимают значение, отличное от нуля, на выходе дифференциального усилителя 17 возникает усиленный сигнал, пропорциональный разности действующих на его входах напряжений, Этот сигнал, воздействуя на цепь управления делителя 12 напряжения, изменяют его коэффициент передачи, в результате чего выходное напряжение источника 10 питания увеличивается разность между напряжениями, подаваемыми на входы дифференциального усилителя 17, устраняется, а напряжение, действующее на включенных витках обмотки 8 трансформатора 9, становится пропорциональным выходному коду задатчика 1 кодов. Это напряжение подается на токозадающий образцовый резистор 27, в результате чего возникает измерительный ток 1 под действием которого на зажимах объекта 28 измерения появляется падение напряжения П. Напряжение Б 1 х посредством повторителя 29 подводится к вспомогательному образцовому резистору 30, в котором возникает ток 14. Этот ток при помощи обмотки 31 компаратора 32 токов создает магнитный поток, который сравнивается с магнитным потоком, возникающим при протекании через обмотку 33 компаратора 32 токов образцового тока 1, создаваемого образцовой мерой 35, и напряжением, 1 действующим на обмотке 15 трансформатора 9 напряжения. Результат сравнения магнитных потоков воспринимается выходной обмоткой 34 компаратора 32 токов и анализируется при помощи детектора 36 равновесия, Последний вырабатывает сигналы управления, под действием которых изменяется число витков обмотки 15 трансформатора 9 напряжения, благодаря чему мост приходит в состояние равновесия.При установке минимальных (меньше пяти) наборов на первой (старшей) декаде и максимальных (больше пяти) наборов на второй декаде задатчика 1 кодов напряжение на выходе источника 10 питания заметно иэменяет 215033 а Он анализирует состояние первой ивторой декад задатчика 1 кодов и работает так, что, если набор на первой декаде меньше пяти и на второйбольше пяти, на выходе блока 37 появляется сигнал с уровнем логическойединицы, который, поступая на второй вход суммаора 5 кодов, увеличивает выходной код сумматора на единицу. Соответственно этому увеличивается и число включенных витков обмотки 8 трансформатора 9 напряжения,вследствие чего напряжение на выходе преобразователя 16 увеличиваетсяи становится близким к выходномунапряжению цифроаналогового преобразователя 20, Разность напряжений,поступающих на входы 18 и 19 дифференциального усилителя 17, уменьшается, и выходное напряжение источника 10 питания становится близким к своему номинальному значению. Таким образом, предлагаемое техническое решение характеризуется простотой и позволяет обеспечить высокую точность установки и поддержание заданного значения измерительного тока. формула изобретения 1. Трансформаторный мост дляиэмерения параметров комплексных сопротивлений, содержащий источник питания, подключенный выходом к первичной обмотке трансформатора напряжения, подвижный контакт первой вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с первым выводом токо- задающего образцового резистора, второй вывод которого соединен с первым зажимом для подключения объекта измерения и первым входом повторителя напряжения, второй вход которого соединен с вторым зажимом дляподключения объекта измерения ис общей шиной, а выход повторителянапряжения соединен с первым выводомвспомогательного образцового резистора, второй вывод которого соединенс первым выводом первой обмотки компаратора токов, подвижный контактвторой вторичной обмотки трансформатора напряжения соединен с первымся, что приводит к нежелательному изменению чувствительности измерительной цепи.Для устранения этого явления в устройство введен блок 37 анализа. выводом образцовой меры, второй вы 55 вод которой соединен с подвижным контактом второй обмотки компарато,ра токов, вторые выводы первой и второй обмоток компаратора токов1215033 Составитель В.СеменчукРедактор А.Огар ТехредЖ.Кастелевич Корректор А, Зимокосов Заказ 902/52 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4 соединены с общей шиной, третьяобмотка компаратора токов соединенас входами детектора равновесия,подвижные контакты первой вторичнойобмотки трансформатора напряженияи второй обмотки компаратора токовсоединены между собой, задатчиккодов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точностиизмерения и надежности, в него введены блок анализа, преобразовательпеременного напряжения в постоянное,цифроаналоговый преобразователь,источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель и сумматор кодов, один вход которого подсоединенк первому выходу задатчика кодов,а выход - к подвижным контактамкоммутации, первый и второй входыблока анализа подсоединены к первомуи второму выходам задатчика кодов соответственно, а выход - к другомувходу сумматора кодов, вход преобразователя переменного напряженияв постоянное подсоединен к подвижному контакту первой вторичной обмотки трансформатора напряжения, первый вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй,третий и четвертый входы соединенысоответственно с первым, вторым итретьим выходами задатчика кодов, 1 О первый вход дифференциального усилителя соединен с выходом преобразователя переменного напряжения в постоянное, второй вход - с выходом цифроаналогового преобразователя, а вы ход - с входом источника питания. 2, Трансформаторный мост по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что источник питания содержит управляемый20 делитель напряжения, первый входкоторого соединен с выходом задающего генератора, второй вход - с входом источника питания, а выход -с входом усилителя мощности, выходкоторого соединен с выходом источ,ника питания,