Мера взаимной индуктивности

(5 ЕНИ Ю 3 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОб К А ВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) МЕРА ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ(57) Изобретение относится к области злектроизмерительной техники и может быть использовано в измерительных цепях переменного тока. Цель изобретения повышецие точности воспроизведения малых и сверхмалых значений взаимной индуктивности. Мера взаимной индуктивности включает первичный контур в виде отрезка коаксиальной линии, составленного из стержня 1 и тонкостенной резистивной трубы 2, размгщенной для увеличения жесткости ца и: олирующем каркасе 3. Коаксиальцо с тонко стенной резистивной трубой 2 размещен дополнительный трубчатый проводник 7, элект.рически соединенный с последней. К свободным концам коаксиальной системы, образованной дополнительным трубчатым проводником 7 и тонкостенной резистивной трубой 2, подсоединен резистор 8. Короткозамкнутый отрезок внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9, образующий вторичный контур, размещен между тонкостенной резистивной трубой 2 и стенками дополнительного трубчатого проводникакоаксиально с последними. Коаксиальцый кабель 1 О образует выводы вторичного коц- Я тура, а зажимы 5 и 6 являются выводами первичного контура. Предлагаемая мсра ф позволяет воспроизводить практически особые малые значения взаимной ицдуктцвности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.) г2 гтг(Р-)-Рг) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быпгь использовано в измерительных цепях переменного тока или как самостоятельное устройство.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения малых и сверхмалых значений заимной индуктивности,На фиг. 1 и 2 показаны варианты конструкции меры взаимной индуктивности;на фиг. 3 - схема, иллюстрирующая распределение токов в проводниках первичного контура меры, выполненой в соответствии с фиг. 1 и 2.Мера взаимной индуктивности (фиг. 1)включает в себя первичный контур в виден 15отрезка коаксиальнои линии, составленногоиз проводника 1, выполненного в виде стержня, и тонкостенной резистивной трубы 2,размещенной для увеличения жесткости наизолирующем каркасе 3, контактный узел 4и зажимы 5 и 6, служащие выводамипервичного контура меры взаимной ицдуктивности. Коаксиально тонкостенной резистивцой трубе 2 размещен дополнительныйтрубчатый проводник 7, электрически соединенный с последней. К свободным концамкоаксиальной системы, образованной дополцительцым трубчатым проводником 7 и тонкостенной резистивцой трубой 2, подсоединен резистор 8. Короткозамкнутый отрезоквнутренней тонкостенной коаксиальцой лицин 9, образукций вторичцый контур, размц,ец мжд, .оцкостешой резистивцой трубой 2 ц стенками дополнительного трубо;о проводника 7 коаксиальцо последним. Коцксиальный кабель 10, внутреццийи вцпццй проводники которого подсоединен ь к разомкнуть концам внутреннегои вцеццего проводников короткозамкнутогоотрезка внутренней тонкостенной линии 9,образует выводы вторичного контура мерыцза им ной ц дуктц вготьВторо) вгриац рсдг 1 сиахОЙ Геры Вза им ной ицдуктцвцостц (фиг. 2) включает первичный контур, отрезок короткозамкнуи и тои коаксиальнои линии которого составлен из проводника 1, выполненного трубчатым, и тонкостенной резистивной трубы 2, размещенной для увеличения жесткости на изолируощем (аркасе 3, контактный узел 4 и зажимы 5 и 6, служащие выводами первичного контура меры взаимной индуктивности. Коаксиально тонкостенной резистивной трубе 2 размещен дополнительный, выполненный в виде стержня, проводник 7, соединенный с тонкостенной резистивцой трубой 2.К свободным концам коцаксиальцой системы; образованной дополнительным цилиндрическим проводником 7 и тонкостенной резистивной трубой 2, подсоединен резистор 8. Короткозамкцутый отрезок внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9 размещен между тонкостенной резистивной трубой 2 и дополнительным сплошным цилиндрическим проводником 7 коаксиально последним. Коаксиальный кабель 10, внутренний и внешний проводники которого подсоединены к разомкнутым концам внутреннего и внешнего проводников короткозамкнутого отрезка внутренней тонкостенной коаксиальной линии 9, образует выводы вторичного контура меры взаимной индуктивности. Если ток, текущий по тонкостенной резистивной трубе 2, равен по величине току, текуцему по стержню 1 (фиг. 1, последнее выполняется при отключенном сопротивлении), то меньшее магнитное поле такой системы равно нулю, соответственно равен нулю и магнитный поток, пронизывающий продольное сечение короткозамкнутого отрезка тонкостенной коаксиальной линии 9, а это значит, что взаимная индуктивность между первичным контуром, образованным стержнем 1 и тонкостенной резистивной трубой 2, и вторичным контуром, образованным короткозамкнутым отрезком тонкостенной коаксиальной линии 9, цри этом равца нулю. При подключении резистора 8 равенство токов в стержне 1 и тонкостенной резистивной трубе 2 нарушается и ца основании закона полного тока снаружи коаксиальцой линии, ооразующей первичный контур мер, появляется магнитное поле, оппсделяемовыражением гд 7 - ток в стержне 1;- ток в тонкостенной резистивной тгубе 2:г :аимецьшее расстояние от оси стержня 1 до точки, в которой определяется цзпряженносгь ,;агцитцого поля.Для определения разности токови 7можно восцочьзоваться схемой, приведенной ца фиг. 3, которая иллострирует распределение токов в провод:иках нерви;ого контура меры. На фиг. 3 Р, - сопротивл- ние резистора 8 (фиг.и 2); Р- соцро.тивлецие участка тонкостенной резистивцой трубы 2, шунтируемой резистором 8 (фиг. 1 и 2);У,ток в цепи резистора 8 (фиг.и 2.Д;я рассматриваемой схемы справедливы уравненияу.р.=;р 7 =у,-)-у (2из которых нецосредствец:о следует, что Яг, ЯгУ - ", .=-.(1- -) = - 7 ) (4)р Р, р - ,р или с учетом выражения ( ) получаютПринимая для простоты толщину стенок короткозамкнутого отрезка тонкостенной коаксиальной линии 9, образующей вторичный контур меры, пренебрежимо малыми по сравнению с его линейными размерами, определяют магнитный поток, пронизывающий продольное сечение упомянутой линии,1) =сс 1( Рагс, (6) г,а где г и г - соответственно радиусы внутреннего и внешнего проводников короткозамкнутого отрезка тонкостенной коаксиальной линии 9с длина короткозамкцутого отрезка тонкостенной коаксиальной лицин 9.Подставл 51 Я (5) В Выражение (б), полуак)т г,2 лЯ+Р 2).М=.7,(9)Р+Р 2Следует иметь ввиду, что для второгоВарианта меры фиг. 2) 71 в выражениях (2)ток ВО Внешнем трубчатом проводнике 1.В свою очередь. ток ,1 В области, огран и ч е ц н О 1 л 01 О л и т "л ь 1 ы м с пл О тз ц ы 1 ц ил и ц 1; ри 1 еским проводикоми Вц)стреццеЙ тоцкостсцой рсзистивцой трубОЙ 2, Вызывает магцито; поле, цапряженость которого оп- Р Е1., 1 51 С гс ЯЫ Р 3 ж С 1 Ц РТз П-=- - " 2;сг1 О) Аналоги гно для второго Варианта меры, когда резистос) 8 (фиг. 2) Отклочсн магнитый сО 1 ок, процизываюпий продольное сецецис короткозамкцутого отрезка токостеНой коаксиальцой линии 9, и, следовательно. Взаимная индуктивность между первичным контуром, образованным внешним трубатым пооводциком 1 и Внутренней тонкостенной риазстивОЙ трубой 2, и Вторичцым котугом, образованным короткозамВц) трецнеЙ тоцкостецноЙ коаксиальцои линии 9. при этом равна цуло. При полкспочеции резистора 8 в доцолнительнс)м сплошном цилицдрическом поо воднике 7 появляется ток для определе- ИЯ КОТОРОГО с)ЗССЛатриваОТ СХЕМУ расцрЕДЕ- лсция токов на фиг. 3, для которой спраВе сливы с Оотноцсция21, из кото)ых следует, что где г - наименьшее значение от оси сплошного цилиндрического проводника 7 до точки, в которой определяется напряженность магнитного поля.Подставляя (9) в выражение (10). получаютВь2 тгЯ +Я.)Таким образом, сравнивая выражения (11) и (5), можно, не де;ая дальнейних выкладок, утверждать, что и в этом случае величина взаимной индуктивности между первичным и Вторичным контуром определяется выражением (8).Как следует из сравнения выражений, определяющих значение взаимной индуктив ности предлагаемой меры (8), с соответствующим выражением для известной меры, взаимная индуктивность предлагаемой меры в раз меньше взаимнои индуктивКаМ01+ Р 2ности известной меры при условии равенства геометрических размеров отрезков коаксиальных линий, образующих вторичный контур. В частности, если используемая тонкостенная резистивная труба имеет сопротивление Р 2 порядка 0,1 в 1,0 м, а сопротивление резистора 8 Я 1 выбрать равным 1 О - 10 Ом, то, используя предлагаемую конструкцию, можно изготовить мерь взаимной индуктивности с номинальными значениями меньцНм), чем у существующих мер в 10 - 10 раз.Выполнение первичного контура меры взаимной индуктивности в виде короткозамкнутой коаксиальной линии, один из проводников которой выполнен в виде тонкостенной резистивной трубы, наличие дополнительного проводника и резистора, их взаимное расположение и соединение выгодно отличает предлагаемую меру от известной, так как позволяет воспроизводить практически любые малые значения взаимной индуктивности, обеспечивая вместе с тем возможность точного определения ее действительного значения по геометрическим размерам, что увеличивает сферу применения меры и устраняет необходимость разработки ряда мер с номинальными значениями взаимной индуктивности, воспроизводимых предлагаемой мерой.Формула изобретения1. Мера взаимной индуктивности, содержащая первичный и вторичный контуры в виде отрезков коаксиальных линий с выводами, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения малых и сверхмалых значений взаимной индуктивности, она снабжена резистором и дополнительным проводником, один из проводни.Чер и) н. 1, отк)икиющался тем, тс),1 г)нс)г)нитег.н 1 й проводник вынолцен трубчатым: Мера но и. 1, огд)инающаяся тем, 1)и),Илците,11 нь 1 й И 1 эоводник Вын,)цс.н 1 В, 1 е сто) )к н 51. Фиг 2 Сос) )витек)к с), с 1 скреи И. Вс",)ег ира.к б 3 Государственного елам изобретений сква, Ж -35, Рау Патент, г. Ужгоков цервичцого контура выполнен в видетонкостенной резистивной трубы, дополнительный нроводник расноло)кен коаксиально с тонкостенной резистивной трубой из.ектриссс ки сосдинен с ней, образуя кс)-,роткозамкнутукэ коаксиазВнус) систсчу, рс.зистор подсоединен к кс)ро 1 сс)з 1 чсну 1) ка. -Сиг 1 ЬНС)И СИСГС)1 С,Г 1)ЕЛК К 1 КСН 1 ЛЬН)И)НИ -В 1 РН НО КНТС РИ В 1 Л 1 с),1 цсН О)РС)1 КркииаКорректор Л.;По;и)игиоекомитета СССРи открытийшская наб., д. 415род, ул. Проектная