Трансформаторный мост переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 72832 19 51)4 С 01 Н 17/1 К АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВ В 1488 8) а с ручным хническо эксплуат ока автоматичесом Р 5079. Технструкция по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕ(56) Мост переменногоуравновешиванием Р 571описание и инструкцияции, 1979. Мост переменного ткий с цифровым отсчетническое описание и иэксплуатации, 1987.(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при построении трансформаторных мостов переменного тока с ручным уравновешиванием, предназначенных для измерения параметров комплексных сопротивлений, Цель изобретения - упрощение конструкции и сни 2 1 жение времени уравновешивания засчет уменьшения количества декадныхпереключателей и за счет использования потенциометра для плавного и ускоренного уравновешивания. Введениев структуру мостовой измерительнойцепи потенциометра 10, включенногопараллельно четвертой обмотке 7 трансформатора 2 напряжения, и прецизионного делителя 14 напряжения, подключенного между выходом потенциометраи входом повторителя 13 напряжения,обеспечивает плавное и ускоренноеуравновешивание измерительной цепипосле ее грубого, дискретного уравновешивания по двум старшим декадам,а введение АЦП 23, источника 18 постоянного напряжения, фильтра 19 нижних частот и цифрового отсчетногоблока 24 обеспечивает получение цифрового отсчета значения измеряемойвеличины, получаемого в результатеплавного уравновешивания. 1 ил.Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при построении .трансформаторных мостов переменного тока с ручным уравновешиванием, пред-, назначенных для измерения параметров комплексных сопротивлений.Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение времени уравновешивания за счет уменьшения количества декадных переключателей и использования потенциометра для плавного и ускоренного уравновешивания.На чертеже представлена Функциональная схема устройства.Устройство содержит источник 1 питания, трансформатор 2 напряжения, имеющий первичную 3, первую вторичную4, вторую вторичную 5 третью втоУричную 6 и четвертую вторичную 7 обмотки, первый 8 и второй 9 механические переключатели, потенциометр 10, объект 11 измерений, образцовую меру 12, повторитель 13 напряжения, 25 прецизионный делитель 14 напряжения с верхним 15 и нижним 16 плечами, детектор 17 равновесия, источник 18 постоянного напряжения, фильтр 19 нижних частот с элементами 20-22, 30 аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 23, цифровой отсчетный блок 24 с первым 25, вторым 26 и третьим 27 разрядами.Выводы первичной обмотки 3 трансФорматора 2 напряжения подсоединены35 к источнику 1 питания. Первый вывод первой вторичной обмотки 4 подсоединен к первому выводу обьекта 11 измерений первый вывод второй вторичной 40 обмотки 5 через подвижный контакт первого механического переключателя 8 подсоединен к первому выводу образцовой меры 12, второй вывод через подвижный контакт второго механичес кого переключателя 9 - к первому выводу третьей вторичной обмотки 6, второй вывод которой подсоединен к выходу повторителя 13 напряжения, Первый вывод четвертой вторичной обмотки 7 подсоединен к первому выводу потенциометра 10, второй вывод - к первому выводу источника 18 постоянного напряжения и входу опорного напряжения АЦП. Средний вывод потенциометра 10 подсоединен к первому выво-,55 ду прецизионного делителя 14 напряжения и входу Фильтра 19 нижних частот, выход которого подсоединен к аналоговому входу АЦП, Вход повторителя 13 напряжения подсоединен к среднему выводу прецизионного делителя 14 напряжения, цифровые выходы АЦП подсоединены к цифровому отсчет- ному блоку 24, а второй вывод источника 18 постоянного напряжения, второй вывод потенциометра 10, второй вывод прецизионного делителя 14 напряжения, общий вывод повторителя 13 напряжения и фильтра 19 нижних частот подсоединены к общей шине всего устройства.Устройство работает следующим образом.При включении источника 1 питания на выводах вторичных обмоток трансформатора 2 образуются измерительные напряжения, под действием которых в ветви объекта 11 измерений возникает ток 1, а в ветви сравнения, состоящей из обмоток 5-7, механических переключателей 8, 9, потенциометра 10, прецизионного делителя 14 напряжения, повторителя 13 напряжения иобразцовой меры 12, возникает ток 1офОбразцовый ток 1 возникает в результате воздействия на образцовую меру 12 суммы трех напряжений: суммы напряжений, действующих на выводах включенных витков обмоток 5 и 6, и напряжения, действующего на выходе повторителя 13 напряжения, которое Формируется при помощи четвертой вторичной обмотки 7, потенциометра 10 и прецизионного делителя 14 напряжения,Регулировкой числа витков обмоток 5 и 6, осуществляемой при помощи механических переключателей 8 и 9, и регулировкой потенциометра 10 мост привоДится в состояние полного равновесия, которое устанавливается по показаниям детектора 17 равновесия. При этом имеет место равенство 1=1 оПри помощи потенциометра 10 осуществляется плавное и ускоренное уравновешивание моста, при помощи механических переключателей 8 и 9 - грубое, дискретное уравновешивание:Ток 1 равен- ц ш 1 х ш 2 х г где ш , ш, - число витков первичной3 и вторичной 4 обмоток трансформатора 2 напряжения;+ Кавид 45 50 55шт ОгКэгде 0ттто (Кз +Кз 1 0-=По х выходное напряжение точника 1 питания.;- импеданс объекта 1 мерений.равен где 0 - напряжение, подаваемое наобразцовую меру 12;2 о - импеданс образцовой меры 12.Напряжение 0 , в свою очередь,равно Гшй шэ шо . К(П =0" - + - +тпо тпо тпо (К 1 + К 7)к,х ---- -)(К .К(3 э числ витков тоРи 20,обмоток 5,6 и 7 соответственно;сопротивление нижнего16 и верхнего 15 плечей прецизионного делителя 14 напряжения,параметры верхнего инижнего плечей потенциометра 10,1 тп, тп= 0,01 тп и уравнение (3) примет 0 = Й - (1 + 0 1 + О 01 --- ) (4)тпрр К этпэ э К +К" 35о з эСравнивая уравнения (1) и (4) сучетом (2) получим выражение дляизмеряемого импеданса:402 = - 2 (5)х о К(1+О 1+О 01э у К( +Коэ э При вращении оси потенциометра 10 помимо регулировки переменного измерительного напряжения, снимаемого с выводов четвертой вторичной обмотки 7 трансформатора 2, осуществляется и регулировка постоянного напряжения, поступающего на выводы .потенциометра 10 источника 18 постоянного напряжения через обмотку 7. Таким образом, на вход фильтра 19 нижних частот поступает напряжение Йф равноеОф=О +ц, (6) По - напряжение источника 18 постоянного напряженияПри помощи фильтра 19 переменное напряжение И фильтруется, благодаря чему на аналоговый вход АЦП подается только постоянное напряжение Ц:.АЦП преобразует постоянное напряжение в цифровой код, который управляет работой цифрового отсчетного блока 24. В связи с тем, что обмотка 7 и источник 18 постоянного напряжения включены по отношению к по(тенциометру 10 последовательно, регулировка напряжений Ц и И , осуществляемая потенциометром 10 в процессе уравновешивания моста, является пропорциональной, Благодаря этому на цифровом отсчетном блоке 24 будет представлено число, в полной мере отражающее измерительное состояние мостовой цепи, определяемое положением потенциометра 1 О. Если это число, например, будет иметь три разряда, то общий результат измерений в этом случае будет представлять собой пятизначное число, первые два числовых разряда которого считываются по оцифрованным отметкам на лимбах первого и второго механических переключателей, а три последующих - по цифровому отсчетному блоку 24, первый 25, второй 26 и третий 27 разряды которого являются соответственно третьим, четвертым и пятым числовыми разрядами всего отсчета.Таким образом, данное техническое решение исключает необходимость использования большого количества измерительных декад, содержащих механические переключатели и обмоткитрансформатора напряжения, что упрощает конструкцию моста, а обеспечение плавного и ускоренного уравновешивания при помощи потенциометра повышает быстродействие процесса измерений. Формула изобретения 1Трансформаторный мост переменного тока, содержащий источник питания, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подсоединена к источнику питания, один иэ выводов которого соединен с общей шиной, первыйСоставитель В.СеменчукТехред М.Дидык Корректор Л,Патай Редактор О.Спесивых Заказ 1704/44 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 5 14 вывод первой вторичной обмотки подсоединен к первому зажиму для подключения объекта измерений, первый вывод второй вторичной обмотки через подвижный контакт первого механического переключателя подсоединен к первому выводу образцовой меры, второй вывод второй вторичной обмотки через подвижный контакт второго механического переключателя - к первому выводу третьей вторичной обмотки, второй зажим для подключения объекта измерений и второй вывод образцовой меры подсоединен к входу детектора равновесия, общий вывод которого и второй вывод первой вторичной обмотки трансформатора напряжения подсоединен к -общей шине устройства, цифровой отсчетный блок и повторитель напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения вреМени уравновешивания, в него введены потенциометр, прецизионный делитель напряжения, источник постояннОго напряжения, фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, причем первый 1 72832 6вывод источника постоянного напряжения и вход опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя подсоединены к первому выводу четвертойвторичной обмотки трансформаторанапряжения, второй вывод которой подсоединен к первому выводу потенциометра, средний вывод потенциометраи первый вывод прецизионного делителянапряжения подсоединены к входу фильтра нижних частот, выход которого соединен с аналоговым входом аналогоцифрового преобразователя, вход повторителя напряжения соединен со средним выводом прецизионного делителянапряжения, а выход - с вторым выводом третьей вторичной обмотки трансформатора напряжения, цифровые выходы аналого-цифрового преобразователя подсоединены к цифровому отсчетному блоку, при этом второй выводпотенциометра, вторые выводы презиционного делителя напряжения и источника постоянного напряжения, а1:также общие выводы фильтра нижнихчастот и повторителя напряжения соединены с общей шиной устройства.