Симметричный трансформаторный преобразователь сопротивления

СОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ц 4 С 01 К 27 ОО МИТЕТТНРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМГ 1 РИ ГКНТ СССР ЬСТВ ми 8 и 9. ны третья тр-ра 2,10 и 11, полного с введе мотки т 12гатель ОПИ САНИ Н АВТОРСКОМУ(71) Институт электродинамики АН УСС(56) Авторское свидетельство СССРКф 1381407, кл. С 01 Р 27/00, 1987.(54) СИММЕТРИЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ СОПРОТИВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и м.б. использовано при построении образцовых мери магазинов емкости больших номинальных значений. Цель изобретения - повышение точности преобразования полного сопротивления. Симметричныйтрансформаторный преобразователь сопротивления содержит образцовый элемент 1 полного сопротивления, тр-р 2с обмотками 3 и 4, тр-р 7 с обмотка,ля достижения цели четвертая обмоткиретья и четвертаяополнительный элемпротивления и вспо ныи элемент 13 полного сопротивления. Тр-р 2 работает в режиме, близком к режиму тр-ра тока. Т.к, потенциальные цепи устр-ва не нагружены,то тр-р 7 работает в режиме, близком к режиму тр-ра напряжения. Компенсация погрешности каждого тр-ра 2и 7 осуществляется отдельно, Использование изобретения позволяет покрайней мере на порядок снизить погрешность преобразования сопротивления. Простота реализации кодоуправляемых магазинов емкости дает воэможность осуществить автоматизацию трудоемких процессов проверки мостовпеременного тока. 1 ил.Изобретение относится к электроизмерительной 1"ехнике и может бытьиспользовано при построении образцовых мер и магазинов емкости большихноминальных значений, применяемыхдля поверки точных мостов и компенсаторов переменного тока.Цель изобретения - повышение точности преобразования полного сопротивления,На чертеже показана принципиальная электрическая схема симметричного трансформаторного преобразователясопротивления. 15Преобразователь содержит образцовый элемент 1 полного сопротивления,первый трансформатор 2 с первой 3,второй 4, третьей 5 и четвертой 6 обмотками, второй трансформатор 7 с 20первой 8, второй 9, третьей 10 и четвертой 11 обмотками, дополнительныйэлемент 12 полного сопротивления ивспомогательный элемент 13 полного25сопротивления.Преобразователь работает следующим образом,Первый трансформатор 2 работает врежиме, близком к режиму трансформатора тока (так как его обмотки 4 и 6 30нагружены,низкоомными импедансами образцового элемента 1 и вспомогательным элементом 13) . Рабочий ток, протекающий в цепи второй обмотки 4 иобразцового элемента 1, обуславливается ЭДС второй обмотки 4. Этот токформирует напряжение на образцовомэлементе 1. Из-за наличия тока намагничивания основного сердечникапервого трансформатора 2 это напряжение имеет погрешность, так как тре-тья обмотка 10 зашунтирована низкоомным импедансом дополнительного элемента 12 через второй трансформатор7, то указанное напряжение приложено 45к выводам первой обмотки 8. Из-за наличия тока намагничивания основногосердечника второго трансформатора 17,протеканяцего по обмотке 8, напряжение на образцовом элементе 1 уменьшается.Так как потенциальные цепи устройства не нагружены, второй трансформатор 7 работает в режиме, близком к режиму трансформатора напряжения, ач напряжение, сформированное на второи обмотке 9 этого трансформатора, пропорционально величине импеданса образцового элемента 1, содержит погрешности, обусловленные влиянием токов намагничивания сердечников первого и второго трансформаторов 2 и 7.Эквивалентное сопротивление симметричного трансформаторного преобразователя сопротивления определяется отношением напряжения на его потенциальных выводах к току в цепи первойобмотки 3 и,третьей обмотке 5, поэтому эквивалентное сопротивление тожесодержит погрешности.В симметричном трансформаторномпреобразователе сопротивления компенсация погрешности каждого из трансформаторов 2 и 7 осуществляется отдельно.Компенсация погрешностей от токанамагничивания сердечника первоготрансформатора 2.Магнитный поток в дополнительномсердечнике первого трансформатора 2определяется разностью магнитных потоков, вызванных токами в обмотках3, 5 и 4. Этот раэностный магнитныйпоток формирует ЭДС на обмотке 6 исоответствующий ток в этой цепи. Указанный ток создает на вспомогательномэлементе 13 падение напряжения, которое приложено к обмотке 6, а притесной индуктивной связи обмоток 6и 4 - и к обмотке 4, За счет этогонапряжения на обмотке 4 увеличивается напряжение на образцовом элементе 1.Таким образом компенсируется погрешность коэффициента передачи первого трансформатора 2 за счет сформированного на обмотке 4 дополнительного напряжения,Компенсация погрешностей от токанамагничивания дополнительного сердечника второго трансформатора 7.Так как обмотка 10 второго трансформатора 7 нагружена низкоомным импедансом дополнительного элемента 12,этот трансформатор при тесной индуктивной связи обмоток 8 и 10 создаетв цепи обмотки 10 ток, пропорциональный току намагничивания основногосердечника второго трансформатора 7.Этот ток создает падение напряженияна дополнительном элементе 12 и наактивном сопротивлении обмотки 10,Напряжение, сформированное на обмотке 10, равное сумме напряжений на дополнительном элементе 12 и на активном сопротивлении обмотки 10, трансформируется в обмотки 8 и 11 и сум2 э = 35 где 222,полные сопротивления импедансовэлементов 1,12и 13; 40 3 4 п 5 бш н з 144 мируется с напряжением в обмотках 9 и 11. В результате увеличивается напряжение на потенциальных выходных зажимах симметричного трансформаторного преобразователя сопротивления икомпенсируется погрешность от влияния тока намагничивания основного сердечника второго трансформатора 7.В общем случае числа витков в обмотках первого и второго трансформаторов 2 и 7 могут быть разными. Также могут быть разными и величины импедансов основного, дополнительного и вспомогательного элементов 1, 12 и 13. Однако максимальная точность достигается при следующих соотношениях параметров симметричного трансформаторного преобразователя сопротивления: а также одинаковых размерах и магнитных свойствах сердечников первого и второго трансформаторов 2 и 7.При этих условиях уравнение преобразования импеданса симметричного З 0 трансформаторного преобразователя сопротивления имеет вид:- числа витков обмоток 3-6 и 8-11 К,1, К , Ка, К,о - активные сопротивления обмоток 4, 456, 8 и 10.Регулирование эквивалентного сопротивления может осуществляться совместной коммутацией витков в обмотках 3 и 5, а также в обмотках 9 и 1 и совместным регулированием величин импедансов элементов 1, 12 и 13.При включении симметричного трансформаторного преобразователя сопротивления в измерительную цепь его входные и выходные зажимы можно менять местами. При этом из-за симметричности устройства точность преобразования сопротивления не меняется. Использование симметричного трансформаторного преобразователя сопротивления позволяет по крайней мере на порядок снизить погрешность преобразования сопротивления, в результате чего возможно построение точных магазинов емкости больших номинальных значений. Кроме того, в связи с простотой реализации кодоуправляемых магазинов емкости возможно осуществить автоматизацию трудоемких процессов поверки мостов переменного тока. Формула изобретения Симметричный трансформаторный пр еобразователь сопротивления, состоящий из образцового элемента полного сопротивления, первого и второго трансформаторов, начало второй обмотки первого трансформатора соединено с началом первой обмотки второго трансформатора и с первым выводом образцового элемента полного сопротивления, второй вывод которого соединен с концом второй обмотки первого трансформатора, начало третьей обмотки второго трансформатора соединено с первым выводом дополнительного элемента полного сопротивления, Причем о начало первой обмотки первого трансформатора является первым входным зажимом, а начало второй обмотки второго трансформатора является первым выходным зажимом симметричного трансформаторного преобразователя сопротивления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования полного сопротивления, введены вспомогательный элемент полного сопротивления, третья и четвертая обмотки первого трансформатора, третья и четвертая обмотки второго трансформатора, причем первая и вторая обмотки первого и второго трансформаторов расположены на основном и дополнительном сердечниках, а третья и четвертая обмотки - на дополнительных сердечниках соответствующих трансформаторов, а конец второй обмотки первого трансформатора соединен с концом первой обмотки второго трансформатора, при этом второй вывод дополнительного элемента полного сопротивления соединен с концом третьей обмотки второго трансформатора, при этом вспомогательный элемент полного сопротивления подключен к четвертойСоставитель В.ЧернышовТехред И.Дидык Корректор С.Шекмар Редактор Е.Папп Заказ б 9 бЗ(45 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыгиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 449930 6 обмотке первого трансформатора, ко- конец второй обмотки второго транснец первой обмотки которого соединен форматора соединен с началом его четс началом его третьей обмотки, конец вертой обмотки, конец которой явля- которой является вторым входным за- . ется вторым выходным зажимом симмет"5жимом симметричного трансформаторно- ричного трансформаторного преобразого преобразователя сопротивления, а вателя сопротивления.