Трансформаторный мост для измерения параметров нелинейных комплексных сопротивлений

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) (И) 08 14 С О 1 К 1 ф(ю .ф АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ ферритовыми етения - по - достигай регулиров-. Для этого озадающая ей вторичкатчшек инд ивн ти с изоб сердечниками.вышение чувстется за счетки измеритель У 3 с ител зраэрывн го тока. 88.8)измерительным приалей. /Под ред.Л.; Энергия,214-220, 236-239.тельство СССРК 17/12., 1978,в устроиство цепь, состоя ре Т ДЛЯ ИЗМЕ 1 Х КОМПЛЕКСяже я к обласжет бытьии мостов ченн нелинеиныхй, наприме ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К.АВТОРСКОМУ С(56) Справочник поборам для радиодетС.Л, Эпштейн и др.1980, с. 190-198,Авторское свидеВ 761915, кл. С 01(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫИ МО РЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НЕЧИНЕЙ НЦХ СОПРОТИВЛЕНИЙ (57) Изобретение относит измерительной техники. М использовано при построе переменного тока, предна для измерения параметров комплексных сопротивлени нои обмотки трансформатора напряжения. Устройство содержит источник1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3 и вторичными 4 и 5, объект измерения 6, сумматор 7, переключатели 8, образцовые резисторы 9 и 11, повторитель10 напряжения, компаратор 12 напрния токов с обмотками 13 и 14, образцовая мера 15, детектор 16 равновесия, коммутатор 18 дополнительныйрезистор 19, усилитель мощности 20,третья вторичная обмотка 21 трансформатора 2. 2 ил.45 50 55 Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при построении мостов переменного тока, предназначенных для измерения параметров нелинейных клмплексных сопротивлений, главным образом, катушек индуктивности с ферритовыми сердечниками.Цель изобретения - повышение чувствительности за счет безразрывной регулировки измерительного токаИа фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого трансформаторного моста, на фиг. 2 - график изменения измерительного тока в процессе его регулировки в трансформаторном мосте.Трансформаторный мост для измерения параметров нелинейных комплексных сопротивлений содержит источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения с первичной обмоткой 3 и вторичными обмотками 4 и 5, питающими ветвь объекта измерения и ветвь образцового импеданса соответственно, зажимы для подключения объекта 6 измерения, сумматор 7, первая группа переключателей 8 входов сумматора, выход которого через образцовые токозадающие резисторы 9, соответствующие переключатели и повторитель 10 напряжения соединен со вспомогательным образцовым резистором 11, компаратор 12 токов с обмотками 13 и 14, образцовая мера 15, детектор 16 равновесия, вспомогательная токозадающая цепь 17, включающая в себя коммутатор 18, дополнительный токозадающий резистор 19,усилитель 20 мощности и об - мотку 21 трансформатора 2 напряжения. Трансформаторный мост для измерения параметров нелинейных комплекс.- ных сопротивлений работает следующим образом.При подключении источника 1 питания к генераторной обмотке 3 трансформатора 2 напряжения на его вторичных обмотках 4 и 5 возникают соответствующие напряжения, Под действием напряжения, создаваемого обмоткой 4 в объекте 6 измерения возникает измерительный ток 3, значение которого определяется коэффициентом передачи сумматора 7, количеством витков обмотки 4, подключенных к сумматору при помощи переключателей 8 и сопротивлением образцового токо- задающего резистора 9. Измеритель 5 10 15 20 25 30 35 40 ный ток создает на объекте 6 измерения падение напряжения, которое гри помощи повторителя О напряжения подводится к вспомогательному образцовому резистору 11. Возникающий при этом в обмотке 13 компаратора 12 токов, магнитный поток, проперциональный измеряемому импедансу, срав нивается с магнитным потоком, создаваемым ветвью образцового импеданса, включающей в себя обмотку 5 тран- сформатора 2 напряжения, образцовую меру 15 и обмотку 14 компаратора 12 токов. Результат сравнения воспринимается детектором 16 равновесия.Исходным состоянием моста является такое, при котором к первому входу сумматора 7 при помощи контакта переключателя 8 подключена первая (нижняя на фиг. 1) секция витков обмотки 4 трансформатора 2 напряжения, а к объекту 6 измерения при помощи контакта переключателя подключен образцовый токозадающий резистор 9 с максимальным значением сопротивления. Такому включению элементов соответствует минимальное значение 3, Увеличение амплитуды 3 м, достигается последующим подключением к очередному (второму, третьему, четвертому и т.д.) входу сумматора 7 очередной (второй, третьей, четвертой и т.д. соответственно) секций витков обмотки 4, Так как подключение каждой новой секции витков обмотки 4 осуществляется без отключения ранее подключенных секций, то регулировка 3 осуществляется без разрывов, ступенчато, т.е. каждое последующее значение тока устанавливается скачком без сброса на ноль предыдущего значения. После подключения ко входам сумматора 7 всех секций витков обмотки 4 3 рз, достигает 1 своего максимального значения в рамках масштаба, определяемого значением включенного образцового токозадающего резистора 9. Соответствующее этому значениеим на фиг, 2 обозначено как 3, Дальнейшее увеличение амплитуды связано с необходимостью замены резистора 9 на другой, с меньшим значением сопротивления. Перед этой операцией к объекту 6 измерения при помощи коммутатора 18 йодключается вспомогательная токозадающая цепь 17. Она создает дополнительный1264085 4рая секция витков обмотки 4 и регулировка 3продолжается уже в новом масштабе (второй цикл регулировки).5 При использовании всего набора + числа витков обмотки 4 трансформатора 2 напряжения, т,е. при установлении максимально возможного вданном масштабе измерительного тока,1 О его дальнейшее увеличение (переходв новый масштаб регулировки) осуществляется повторением описанноговыше цикла смены элементов ветви из меряемого объекта и подключения5 вспомогательной токоэадающей цепи 17.Как.видно из фиг. 2, в трансформаторном мосте (благодаря введению вспомогательной токозадающей цепи) измерительный ток в процессе регулиЮ ровки не претерпевает разрывов вшироком диапазоне значений. Он лишьнезначительно изменяется в моментыперехода на новый масштаб регулировки. При выборе элементов вспомога 25 тельной цели таким образом, чтобыудовлетворялось равенство т,К т,у о о 30где тк 3 . Момент подключения вспомо 3гательной цепи 17 обозначен как 1,После подключения цепи 17 ток вобъекте 6 измерения (на фиг. 2 онобозначен как 3 ) увеличивается истановится равным сумме токов 3 =3,+ 3 . В момент времени 1 происходит смена образцового токозадающего резистора 9 на другой, с меньшим значением сопротивления, а также отключение от входов сумматора 7всех секций витков обмотки 4, кромепервой,В связи с отключением резистораток 3 уменьшается до значениятока 3 и далее в течение интервалавремени 1 - 1 объект 6 измеренияобтекается только током. Изменение измерительного тока от значения3 к 3 , благодаря действию вспомогательной цепи 17, происходит также без обращения в нуль.В момент времени 11 к току 3добавляется измерительный ток, созданный новой совокупностью элементов ветви объекта измерения; болеенизкоомным резистором 9 и числом витков обмотки 4, соответствующим минимальному шагу регулировки измерительного тока. В этот момент 3становится вновь равным 3В момент времени 1 вспомогатель 4ная цепь 17 отключается от объекта6 измерения и 3 становится равным3 т.е. максимальному значению; ко" 35торое было достигнуто в процессерегулировки до .смены образцовоготокозадающего резистора 9Иными сло.вами, значение 3восстанавливается. На этом первый цикл регулировки 403включающий в себя последовательное подключение витков обмотки4 и смену образцового токозадающегорезистора 9, заканчивается. Приэтом, благодаря тому, что включение 45витков обмотки 4 осуществляется "наращиванием", т.е. без отклоненияранее включенных витков, а их отключение после достижения максимального набора и смена образцового токозадающего резистора 9 происходитпосле подключения вспомогательной .цепи 17, осуществляющей подпиткуобъекта измерения дополнительнымтоком, протекание тока в объекте иэмерения не прерывается,В момент времени т,5 к второмувходу сумматора 7 подключается втою, - максимальное число витков обмотки 4 трансформатора 2 напряжения,о, - число витков обмотки 21,сопротивление образцовоого токозадающего резистора 9," сопротивление резистора19 вспомогательной токоэадающей цепи 17,коэффициент передачи напряжения сумматора 7 иусилителя 20 мощностисоответственно.Аплитуда "зубцов" тока (эта область на Фиг. 2 заключена в окружность), обтекающего объект измеренияв моменты коммутации элементов ветвиобъекта измерения и вспомогательнойтокозадающей ветви, не будет превосходить двойного шага регулировки. Введение вспомогательной токоэадающей цепи позволяет осуществлять безразрывную регулировку измерительного тока в широком диапазоне его значения с помощью только одной декады регулирования, что сокращает аппаратурные затраты и упрощает кон-.4085 3 126 струкцию моста. Так как вспомогательная цепь не выполняет измерительных функций, то к ней не предъявляются особые требования и ее реализация не вызывает затруднений. и второй входы которого соединеныс зажимами для подключения объекта Гизи г Составитель В.СеменчукТехред М,.Ходанич едактор А.Реви Корректор С,Черн каэ 5555/ Тираж 728ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открыти113035, Москва, Ж, Раушская н писно д. 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Формула изобретения Трансформаторный мост для измерения параметров нелинейных комплексных сопротивлений, соцержащий источник питания, подключенный к первичной обмотке трансформатора напряжения, один вывод которой соединен с общей шиной, к первой вторичной обмотке трансформатора напряжения подсоединена образцовая мера, первый вывод которой соединен с началом первой вторичной обмотки, конец которой соединен с общей шиной, к второй вторичной обмотке - ветвь объекта измерения, образованная сумматором первые входы которого через группу переключателей подсоединены к секциям витков этой же обмотки, а выход через образцовый токозадающий резистор - к первому зажиму для подключения объекта измерения, второй зажим которого соединен с общей шиной, соединенной с вторым входом сумматора, повторитель напряжения, первый измерения, соответственно, а выходчерез вспомогательный образцовыйрезистор - к началу первой обмоткикомпаратора токов, конец которой,соединен с общей шиной, начало вто рой обмотки компаратора токов соединено с вторым выводом образцовой 10 меры, конец второй обмотки компарато.ра токов соединен с общей шиной,детектор равновесия, соединенныйвходами с третьей обмоткой компаратора токов, один из выводов которой 15 соединен с общей шиной, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с цельюповышения чувствительности за счетбезразрывной регулировки измерительного тока, в него введена токозадаю щая цепь, состоящая из третьей вторичной обмотки трансформатора напряжения, выводы которой соединены спервым и вторым входами усилителямощности соответственно, при этомодин из выводов третьей вторичной обмотки соединен с общей шиной, выходусилителя мощности через последовательно соединенные дополнительный токозадающий резистор и коммутатор 30 соединен с первым зажимом подключения объекта измерения.