Устройство для измерения импеданцев

Мо 78894 Класс 21 е, 29 оз 21 е, 29 21 а 4, 71СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУА. М, Почепа УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПЕДАНСЕВЗаявлено 30 сентября 1944 года эа М 346773в Народный Комиссариат электропромышленности СССРИзвестны устройства для измерения импедансев, содержащие два трансформатора, вторичные обмотки которых дифференциально включены на нулевой индикатор, а первичные обмотки включены в две цепи, одна из которых содержит измеряемый импеданс.Отличительной особенностью предлагаемого устройства является включение указанных цепей, содержащих одинаковые эталонные импедансы и шунтированных эталонными активными сопротивлениями, последовательно в цепь питающего генератора.Импедансы первичных обмоток трансформаторов могут быть использованы в качестве эталонных, а эталонное сопротивление, шунтирующее цепь с измеряемым импедансем, может состоять из двух частей, одна из которых равна эталонному сопротивлению, шунтирующему другую цепь.На фиг, 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2, 3 и 4 - схемы устройства в применении к определению индуктивных и активных сопротивлений обмоток, емкостных и активных сопротивлений конденсаторов и добротности первичной обмотки трансформаторов; па фиг. 5 - общая схема устройства.Если внешняя цепь (фиг, 1) генератора Г низкой частоты, состоящая из двух последовательно соединенных контуров г, Р 1 и г+Р, + гав, будет потреблять ток величиной У, то величины токов в первичных обмотках трансформаторов 1 и 2 будут равны: у =уу =у й 1+ВК 1+ г К + Ка+ г + г,.При условии соединения вторичных обмоток трансформаторов 1 и 2 дифференциально, т. е. так, чтобы наводимые в них э.д.с. вьчитались, звук в телефоне Т при некотором значении сопротивления йа может достигнуть минимума, близкого к нулю, Нулевое значение получим только в том случае, если между сопротивлениями, входяшими в рассматриваемую схему, будет соолюдаться условие: Й, г,. = Яв г (при идентичности трансформаторов) .78894- 2 -Таким ооразом, если измеряемое сопротивление я) представляет собой индуктивность или емкссть, то при помощи других известных величин, входящих в схему, можно определить величину активной и реактивной составляющих исследуемого комплексного сопротивления.Кроме того, с помощью данного устройства можно производить измерение индуктивных и активных сопротивлений обмоток, При этом дляполучения минимума звука в телефоне Т необходимо, чтобы И, =ЯУПоскольку величины Я и 1 не являются переменными, то для уравнивания фазовых углов необходимо включить в схему еще одно переменное (фазирующее) сопротивление Кь которое вводится переключателем П последовательно с первичной обмоткой левого (фиг. 2) или праДйвого трансформатора. Если Й,Е(, то фазирующее сопрой,тивлснис вводят последовательно с первичной обмоткой левого трансформатора (кнопка переключателя П оттянута) и активное сопротив)),)ление измеряемой обмотки определяют по формуле Й, = Й- Й,.й,В случае же Й) (кнопка переключателя нажата) величий й Р 1 на Я, определяется по формуле: Й.,=(Й+Йз) -ГЙ Устройство позволяет определять реактивные и активные сопротивления конденсаторов. Для этого к зажимам А и В (фиг, 3) присоединяют эталонный конденсатор, реактивное и активное сопротивления которого равны С, и й, Затем при нажатой кнопке переключателя П добиваются минимума звука в телефоне. Однако для измерения С,. и Я, нет надобности каждый раз включать в схему эталонный конденсатор. Достаточно это сделать один раз при настройке прибора, подобрав элементы схемы таким образом, чтобы обеспечить необходимые условия и необходимый диапазон измеряемых емкостей и сопротивлений. Емкость конденсатора определяют по формуле:С,.=С, (1+),Йогде Р, - постоянная прибора.Предлагаемый способ дает возможность измерять емкости в сравнительно узком диапазоне (из-за высокого значения нижнего предела). Для того, чтобы расширить диапазон измеряемых емкостей, необходимо ввести последовательно с первичными обмотками трансформаторов два конденсатора, одинаковых как по емкосги, так и по сопротивлению потерь.Устройство применяется также для определения добротности катуш ки (фиг. 4). Чтобы установить добротность Я испытуемых катушек, необходимо знать добротность Я первичной обмотки трансформатора, измерение которой должно быть произведено на нескольких частотах. Для определения постоянных прибора необходимо ввести в схему прибора два одинаковых конденсатора Со с малым сопротивлением потерь Й,. Сопротивление Р при этом должно быть выведено, Условием минимума звука в телефоне являетсяк+г оДобротность Я определяют по формуле:зГДобротность катушки будет равна:П. 1.Р,.й й.,Л Р.,Чтобы удовлетворить одновременно двум условиям минимума звука в телефоне, необходимо, кроме подбора величины сопротивления Р 4, пользоваться при настройке схемы на минимум звука и устройством, изменяющим частоту генератора.Устройство может быть использовано для определения тангснса угла диэлектрических потерь в кочдснсаторах, который устанавливается из уравнения; 1 дх = й,. УС,.Схема устройства дчя измерения параметров обмоток н конденсаторов с использованием внешнего генератора тональных частот видна из фиг. 5. Кроме деталей, изображенных на фиг. 1 - 4, здесь показаны коммутационное устройство барабанного типа 3, группа сопротивлений 4 и две группы конденсаторов б.Комхутационное устройство 3, которое может принимать 6 - 8 разлных полокений, служит для приведения схех 1 ы к двум Видя.1 В зависимости от того, измеряются ли параметры обмоток или параметры конденсаторов,При положениях коммутационного устройств 2 6, 7, 8 схсм 2 прнВО- дится к виду, удобному для измерения С, Яс и 1 о а,; при положениях коммутационного устройства 9, 10, 11 схема приспосабливается для измерения ЕЛ, Я, Остальные элееы схемы рассчитываются и подои.раются так, чтобы упростить вычисления переменных величин.Дифференциальные трансф 011 мяторы осз жс,1 сзного се 1)деч 11:1 кя) име 1 от три обмотки, две из которы (псрви 1 ные) содержат равное ч;1 сло витков и имеют одинаковые размеры.,",ля об егчения уравнивания коэффициентов связи между первичными и Вторичной обмотками первичные Об.,Отки наматываются на Отде;1 ьныс к 21 касы. При соооке трансфорхяторя Вторичная Оомотка помещается хежду псрВичными и 32 щищяется От последних латунными или алюминпевы.,1 Н экранахи, которые должны оь 1 ть надежно соединены с заземляемь 1 м проводом.Предмет изобретения1. Устройство для измерения импеданссв, содержащее два трансформатора, вторичные обмотки которых дифференциально включены на нулевой индикатор, а первичные обмотки Вк ючены в две цепи, одна из которых содержит измеряемый импедянс, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что указанные цепи, содержащие одинаковые эталонные импедансы и шунтированные эталонными активными сопротивлениями, включены в цепь питающего генератора последовательно.2. Устройство по п. 1, о тли ч а ю ш е е с я тем, что в качестве эталонных импедансев использованы импедансы первичных обмоток трансформаторов.3. Оорха выполнения устройства по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что эталонное сопротивление, шунтпрующее цепь с измеряемым им педансем, состоит из двух частей, одна из которых выбрана равной эталонному сопротивлению, шунтируюшему другую цепь.