Трансформаторный мост для измерения взаимного импеданса

, 17110 817 12 51) Е ИЗОБРЕТЕНИ ПИ 2 для высокочастотного измерения взаимнои индуктивности и является дополнительным к авт, св, М 1532880. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем проведения измерений второй составляющей взаимного импеданса (В или т 9( по последовательной или параллельной схеме замещения. Цель достигается введением в устройство ключа 7, второй меры 8 емкости, второй меры 9 сопротивления и второй вторичной регулируемой обмотки 10 трансформатора напряжения с их связями.1 ил. автоматизациюния. Известны такжния взаимной индуктивности на основ. че ты рехплечих мостов.Недостатком этих устройств является низкая точность измерения, обусловленная влиянием параэитных проводимостей (емкостей), шунтирующих элементы измерительной цепи.Наиболее близким техническим решением к изобретению является трансформаторный мост, содержащий генератор напряжения (ГН), трансформатор напряжения (ТН), первичная обмотка которого подключена к ГН, вторичная нерегулируемая обмотка ТН - к входу преобразователя напряжения в ток(ПНТ), вторичная регулируемая обмотка ТН через меру емкости С - к входу детектора 8 равновесия (ДР), катушку взаимной индуктивности (М), первичная обмотка которой подключена к выходу ПНТ, а вторичная обмотка через последовательно соединенные повторитель напряжения (ПН) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт электродинамики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1532880, кл, О 01 В 17/12, 1988,(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МОСТ ДЛЯИЗМЕРЕНИЯ ВЗАИМНОГО ИМПЕДАНСА(57) Изобретение относится к измерительной технике. может быть использовано Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам изерения взаимного комплексного сопротивления между двумя магнитосвязанными обмотками пассивного четырехполюсника, может использоваться, как образцовое средство поверки магазинов взаимной индуктивности, а также в прецизионных устройствах для измерения неэлектрических величин при помощи соответствующих датчиков и является усовершенствованием изобретения по авт. св. М 1532880.Известны компенсационно-мостовые устройства для измерения взаимной индуктивности, в которых уравновешивание напряжения, наводимого на вторичной обмотке катушки взаимной индуктивности, осуществляется при помощи меры однородной с измеряемой величиной,Использование образцовой меры взамной индуктивности для уравновешивания рибора ограничиваетего диапазон и точость измерения, значительно усложняет роцесса уравновешивае устройства для измере 1711085и меру сопротивления(В) подключена к вхо- импеданса (В или 19 д), а также взаимногоду АР, импеданса по последовательной или паралИзвестное устройство работает следую- лельной схеме замещения.щим образом. Напряжение ГН (Оо) транс- Поставленная цель достигается тем, чтоформируется в обмотку ТН 2 и 5 трансформаторный мост для измеренияприкладывается к входу ПНТ. Если коэффи- взаимного импеданса снабжен ключом. втоциент передачи ПНТ равен К, то в первич- рой мерой емкости, второй мерой сопротивной обмотке катушки взаимной ления и второй вторичной регулируемойиндуктивности протекает ток обмоткой трансформатора напряжения,%4 10 первый вывод которой соединен с подвиж 11- Оо - К. (1)ным контактом ключа, а второй вывод - сИзвестно, что магнитосвяэанный четы- общей шиной, при этом первый неподвижрехполюсник описывается системой урав- ный контакт ключа через вторую меру емконения в 2 параметрах сти соединен с вторым входомО 1-1121+ 1 г) вМ; (2) 15 преобразователя напряжения в ток, второйнеподвижный контакт ключа через меру соОднако вторичная обмотка катушки, противления соединен с входом детектора)благодаря ПНс большим входным сопро- равновесия.тивлением, находится в режиме холостого На чертеже представлена схема иэмехода т,е.г -О, Следовательно, напряжение 20 рительной цепи заявляемого моста.Ог во вторичной обмотке катушки определя- Трансформаторный мост содержит ГНется, как 1, ТН 2, первичная обмотка 3 которого подг= 1)м (3) ключена к ГН, вторичная нерегулируемаяПосколькуПНТявляетсяисточникомто- обмотка 4 ТН - к входу ПНТ 5, а вторичнаяка, управляемым напряжением, и ток 11 не 25 Регулируемая обмотка 6 ТН подключаетсязависит от импеданса первичной обмотки поочередно с помощью ключа 7 либо к о -у 1 катушки, то ив уравнений (2) и(3) следует раацовоймере 8 емкости, которве подклшп 1 шМп 1 л ш чена между инверсным входом усилителяОт=ОсПНТ и образцовым резистором, соединени а т протекание 30 ным последовательнос обмоткой 4 ТН, либоНапряжение Ог вызывает протекание; тока объекта 1 х через меру Во, который при через образцовую меру 9 сопротивления кпомощи ДРсравнивается с током обраэцо- входу детектора 15 равновесия, третья вторичная регулируемая обмотка 10 ТН черезвого плеча огп 1 меру 11 емкости подключена к входу детек 1 о = Оо - ) ЮСо 35 тора 15 равновесия, катушку 12 взаимнойвэиндуктивности М, первичная обмотка котоРе у руРег ли я число витков обмотки, достирой подключена к выходу ПНТ, а вторичнаягают равенство токов 1 х и о, из которогообмотка через последовательно соединенследуетные ПН 13 и меру 14 сопротивления подклюМ= -п 1 б Со Воп 4 К 40 чена к входу ДР,Рассмотрим работу моста при двух поТаким образом, при равновесии измеложениях ключа.рительной цепи по числу витков обмотки щб 1, Неподвижный контакт ключа 7 подоп е еляют численное значение взаимнойключен к образцовой мере 9 сопротивления,индуктивности М,45 В этом случае происходит измерение М и Внако и и помощи известного мостапо последовательной схеме замещения.можно измерять только одну составляющуюНапряжениявзаимного импеданса. В то же время Реаль об отку 4 ТН 2 и прикладывается к входуные объекты измерения характеризуются ПНТ 5, Если коэффициент передачи ПНТдвумя сос щ 50 равен К, то в первичнои обмо тув мя составляющими. Часто для более точвэаимной индуктивности протекает ток 11ного описания модели объекта измеренияпотребителю необходимо измерять его параметры как по последовательной, так и поФ 4параллельной схемам замещения. 11 Оо - К,%3Таким образом, недостатком известного моста являются его ограниченные ункИсходя иэ 2 и 3, напряжение Ог воциональные воэможности.индуктивности определяется, какцель изобретения - расширение функО =12 Ь,циональных возможностей моста путем иззмерения второй составляющей взаимного где 2 Ьз =)и М+ ВНапряжение Ог вызывает протекание тока объекта 1 х через меру Во, который при помощи ДР сравнивается с током образцовых ветвей1 о = Оо - ) в С 1+ Оо д -- .дцо 1 п 16 щз Иг 4 пзУравнение равновесия для данной схемы примет видОо в 4 уЬ Оо в 6+О в 1 о)вС ВовЗВгл 1 ЗвэПосле разделения вещественной и мнимой частей получимМ= во С 1 В.;В- вб В, (4)в 4 К о в 4 К В 22. Неподвижный контакт ключа 7 подключен через образцовую меру 8 емкость между инверсным входом усилителя и образцовой мерой.В этом случае происходит измерение М и тд д по параллельной схеме замещения.Напряжение ГН трансформируется в обмотку 4 ТН 2 и прикладывается к входу ПНТ 5, Если коэффициент передачи ПНТ равен К, то в первичной обмотке катушки взаимной индуктивности протекает ток ИОо в 4 Оо11 - + - ) вС 2 вбВ вз ВвзУчитывая (2) и (3) можно сделать вывод, чтоО 2 =. В К (в 4 - )в Сгвб),ОогьзВвэКгдето Ьз; 1 д д =1+)тдВНапряжение Ог вызывает протеканиетока объекта 1 через меру Во, который припомощи детектора равновесия сравнивается с током образцового плеча 1 о1 =О в 1 о) вС 1,вз Уравнение равновесия для данной схемы примет видО) в 4 вб 2 Ьз 5, в 1 овзПосле разделения вещественной и мнимой частей получим10Исходя из (4) и (5), можно сделать вывод,что применение изобретения позволяетпроводить измерение второй составляющей 15 взаимного импеданса (В или щ д) по последовательной или параллельной схеме замещения, что соответственно расширяетфункциональные воэможности моста.20 Формула изобретения Трансформаторный мост для измерения, взаимного импеданса по авт, св.%1532880, отличающийся тем,что,с 25 целью расширения функциональных возможностей путем измерения второй составляющей взаимного импеданса, в него введены ключ, вторая мера емкости, вторая мера соиротивления и вторая вторичная регулируемая обмотка трансформатора напряжения, первый вывод которой соединен с подвижным контактдм ключа, а второй вывод - с общей шиной, при этом первый неподвижный контакт ключа через вторую 35 меру емкости соединен с вторым входом.преобразователя напряжения в ток, второй неподвижный контакт ключа через меру сопротивления соединен с входом детектора равновесия.401711085 Составитель М. Сурдуедактор В. Данко Техред М.Моргентал Корре Муска зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 акаэ 336 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5