Трансформаторный мост переменного тока

(5 ТЕН СССР 1986. ПЕРЕМЕН Юпай ост содержелитель 2 питания выдом подсоединому выводуеля 2 напряжев объекта 5д которого подВ мосте иссокопотенциал чникым выв н к высокопо циал дели верхнего плечания и одному изизмерения, друг вод выв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВИ 1(53) 621.317.733 (088.8) (56) Гриневич Ф.Б, и др , Трансформаторные измерительные мосты. М.: Энергия, 1970.Авторское свидетельство 9 1396069, кл. С 01 К 17/12 (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ИОСТ НОГО ТОКА(57) Изобретение относится к электро измерительной технике и может быть использовано при построении трансфор маторных мостов переменного тока для измерения параметров комплексных Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при построении трансформаторных мостов переменного тока, предназначенных для измерения параметров комплексных сопротивлений.Цель изобретения - упрощение конструкции моста за счет сокращения числа декадных обмоток.На чертеже представлена структурйая схема трансформаторного моста переменного тока.Трансформаторный м ит источник 1 питания, д напряжения с верхним 3 и нижним 4 плечами, объект 5 измерения, компаратор 6 токов с первой плечевой обмоткой 7, декадными обмотками 8 и 9 первого уравновешиваемого параметра, декадными обмотками 10 и 11 второго уравсопротивлений. Цель изобретения - упрощение конструкции моста достигается путем сокращения числа декадныхобмотока также путем использованияобщих для обоих уравновешивающих параметров декадных обмоток. Использование общих для обоих уравновешиваемнхпараметров декадных обмоток 12 и 13исключает необходимость применениячисла декадных обмоток, равного числу декад уравновешивания по каждомуиз измеряемых параметров. Благодаряэтому конструкция компаратора 6 токов, технология его изготовления,монтаж и соответственно конструкциямоста в целом в значительной степени упрощаются. 1 ил. новешиваемого параметра, первой 12и второй 13 общими декадными обмотками, выходной обмоткой 14, а такжес первым 15, вторым 16, третьим .17и четвертым 18 переключателями первой общей декадной обмотки 12, с первым 19, вторым 2 О, третьим 21 и четвертым 22 переключателями второйобщей декадной обмотки 13, меры23-26 емкости, меры 27-30 активногосопротивления (проводимости), повторитель 31 напряжения и детектор32 равновесия.соединен к первому выводу первой обмотки 7 компаратора 6 токов.Первый вывод регулируемой декадной обмотки 8 подсоединен к второму выводу первой меры 23 емкости, а второй вывод этой же обмотки - к подвижному контакту первого переключателя 15 первой общей декадной обмотки 12. Первый вывод другой регулируемой декадной обмотки 9 подсое;динен к второму выводу второй меры 24 ,емкости, а второй вывод этой обмот, ки - к подвижному контакту второгопереключателя 16 первой общей обмотки 12.Первый вывод регулируемой декадной обмотки 10 подсоединен к второму выводу первой меры 27 активного сопротивления (проводимости), а вто рой вывод этой обмотки - к подвиж-, ному контакту третьего переключателя 17 общей декадной обмотки 12. Пер вый вывод другой регулируемой декадной обмотки 11 подсоединен к второму 25 .выводу второй меры 28 активного сопротивления, а второй вывод этой обмотки - к подвижному контакту четвертого переключателя 18 первой общей декадной обмотки 12.30Второй вывод третьей 25 (при необходимости четвертой 26) меры емкости подключен к подвижному контакту первого 19 (при необходимости, соответственно, второго 20) переключателя второй общей декадной обмотки 13. Второй вывод третьей 29 (при необходимости четвертой 30) мер активного сопротивления (проводимости) подсоединен к подвижному контакту третьего . 21 (при необходимости, соответственно, четвертого 22) переключателя второй общей декадной обмотки 13.Первые выводы мер 23-26 емкости и мер 27-30,активного сопротивления45(проводимости) подсоединены к выходу повторителя 31 напряжения, а его вход - к средней точке делителя 2 напряжения, образованной соединением низкопотенциального вывода верх 50 него плеча делителя с высокопотенци-. альным выводом его нижнего плеча.Выводы выходной обмотки 14 компаратора 6 токов подсоединены к выводам детектора 32 равновесия.Низкопотенциальные выводы источника 1 напряжения, нижнего плеча 4, делителя 2 напряжения, повторителя 31 напряжения, детектора 32 равновесия, а также вторые выводы первой7, выходной 14, первой 12 и второй13 общих декадных обмоток компаратора 6 токов подсоединены к общей шине всего устройства.Мост работает следующим образом,При включении источника 1 питания через объект 5 измерения и плечевую обмотку 7 компаратора б токовначинает протекать ток 1 под дейхствием которого в магнитопроводе компаратора б токов создается магнитныйпоток, пропорциональный измеряемомуимпедансу. Этот магнитный поток хасрактериэующийся ампервитками ш, 1где ш, - число витков обмотки 7 компаратора 6 токов, уравновешиваетсяв процессе измерения магнитным потоком, создаваемым в компараторе 6 токов ампервитками ветви образцовогоимпеданса состоящей из делителя 2напряжения, повторителя 31 напряженияобразцовых мер 23-26 емкости, образцовых мер 27-30 активного сопротивления (проводимости) и плечевых декадных обмоток 8-13.Промежуточное и окончательноесостояния равновесия измерительноймостовой цепи, возникающие в процессе измерения, фиксируются при помощи детектора 32 равновесия,Уравновешивание мостовой цепи поемкости осуществляется регулировкойчисла витков декадных обмоток 8,9,12 и 13, по активному сопротивлению(проводимости) - регулировкой числавитков декадных обмоток 10,11,12 и13. При этом уравновешивание по емкости начинается с регулировки числа витков первой общей декадной обмотки 12, используемой в качествепервой (старшей) декады, путем изменения положения переключателя. 15.После достижения равновесия на первойдекаде переходят к регулировке числавитков обмотки 8, исгольэуемой в качестве второй декады. Затем при помощи переключателя 16 вновь регулируют число витков первой общей декадной обмотки 12, которая в данном случае используется уже в качестветретьей декады, после чего переходятк регулировке числа витков обмотки9, используемой в качестве четвертойдекады. 3 качестве пятой (и при необходимости шестой) декады используется вторая общая декадная обмотка 13. В этом случае число витков, 5 157соответствующее пятой декаде, регулируется при помощи переключателя 19,а-число витков, соответствующеешестой декаде, - при помощи переключателя 20,Аналогичным образом осуществляется уравновешивание измерительной цепи по активному сопротивлению (проводимости): при помощи переключателя17 регулируется число витков первойобщей декадной обмотки 12 (первая,старшая декада), затем число витковобмотки 10 (вторая декада), далее припомощи переключателя 18 вновь регулируется число витков первой общейдекадной обмотки 12 (третья декада),:после чего регулируется числов витков обмотки 11 (четвертая декада). Вкачестве пятой (и при необходимостишестой) декады уравновешивания мостапо активному сопротивлению (проводимости) используется вторая общая декадная обмотка 13, при этом числовитков, соответствующее пятой декаде, регулируется при помощи переключателя 21, а число витков, соответствующее шестой декаде - при помощи переключателя 22Для выявления количественных соотношений между номинальными значениями элементов мостовой измерительной цепи (значениями емкости мер23-26 емкости, сопротивления мер 2730 активного сопротивления, числавитков регулируемых обмоток 8-13),обеспечивающих возможность описанных выше построения декад и порядкаподекадного уравновешивания, выводимуравнения равновесия.В общем виде условие равновесиярасомириваемой мостовой измерительной цепи имеет вид И 1 у = Ь 1 х5123 ы - круговая частота источника 1питания "ампервитки И 1 буяхдат равны У 1 = -- + Бгш ФС 11 гш2 х В г ( хфгце ш - число витков обмотки 7 ком" паратора 6 токов; 11 - напряжение источника 1 питаг ния,Ампервитки 1 Л характеризуются о суммой(4) 15 "1о - 11 с Е 11 э ляющих магнитного потока, пропорционального измеряемому импедансу,Выражение для ХУ 1 с можно представить слецующим образом:+ й 3 Соош 35 глеб, К значения сопротивленийверхнего 3 и нижнего4 плеч делителя 2 напряжения соответственно;коэффициент передачиповторителя 3 напряжения; К 40 С,С,С ,С, - значения емкости мероз оо23-26 емкости соответственно где ,Ы 1 ,1 м 1 я - сумма ампервитков,участвующих в уравновешивании соответ ственно реактивнойи активной состав(2) где Е - значение активной составлякющей объекта 5 измерения;.С - значение реактивной составляющей объекта 5 измерения; где У 1 - ампервитки ветви образцовового импеданса моста.С учетом представления составляющих измеряемого импеданса по параллельной схеме замещения, при кото- рой ш , - число витков первой общей декадной обмотки12;н ,ш- число витков обмоток1-8 и 9 соответственно;ш- число витков второйобщей декадной обмотки13,В свою очередь, выражение для 55 Б 1 Е имеет видКК шз-+ то а ш+тз-ф" значения сопротивлениямер 27-30 активного соп- оответствен(4), а3) и разую части й получим числ витков рй ротинления собщей декадной обмоткино.12; Подставляя (5) и (6) вчисло витков обмоток затем в (1) совместно с (10 и 11 соответственно; деляя вещественную и мнимчисло витков второй 10 выражения, после упрощениобщей декадной обмотки13;(7) Сош .у+ шр-д + С ой(шо+ ш э-о ) + Сошд-+ Сош мЗ тК ш(К, + К,)где Со, Сот20С ,С " значения проводимостимер 2-30 активногосопротивления соответственно;С - значение активной прохводимости составляющейобъекта 5 измерения.Таким образом, если в известных трансформаторных мостах при пяти (шести) декадах уравновешивания по каждому из параметров требуется в целом десять (двенадцать) декадных обмоток, то в предлагаемом трансформаторном мосте для этого же требуется только шесть обмоток, вследствие чего .конструкция компаратора токов, технология его изготовления, монтаж и соответственно конструкция моста в целом н значительной степени упрощаются, 40 формула изобретения Трансформаторный мост переменного тока, содержащий источник питания, 45 делитель напряжения, нысокопотенциальный вывод которого и первый вывод объекта измерения подсоединены к источнику питания, компаратор токов с первой, второй и третьей плечевыми обмотками, выполненными н виде декад, и четвертой (выходной) обмоткой, выводы которой подсоединены к соответствующим выводам детектора равновесия, поториель напряжения, вход которого подсоединен к среднему выводу делителя напряжения, образованному соединением его верхнего и нижнего плеч, а выход - к первым ныводам мер емкости и активного сопротивления (проводимости), первый выводпервой плечевой обмотки компараторатоков соединен с вторым выводом объекта измерения, а другой вывод этойже обмотки совместно с другими (низкопотенциальными). выводами источника питания, делителя и повторителянапряжения и детектора равновесия подсоединен к общей шине устройства, о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения конструкции моста,низкопотенциальный вывод каждой изобщих обмоток подсоединен к общей шине устройства, вторые выводы первойи второй мер емкости через соответствующие декадные обмотки первогоуравновешивающего параметра подсоединены соответственно к подвижному контакту первого и второго переключате-лей первой общей декадной обмотки,вторые выводы первой и второй мерактивного сопротивления (проводимости) через соответствующие декадныеобмотки второго уравновешинающегопараметра подсоединены к подвижномуконтакту третьего и четвертого переключателей первой общей декаднойобмотки, нторые выводы третьей (принеобходимости и четвертой) меры емкости и третьей (при необходимостии четвертой) меры активного сопротивления (проводимости) подсоединены соответственно к подвижному контактупервого (при необходимости соответственно и второго) и третьего (при не-.обходимости, соответственно, и четвертого) переключателей второй общей декадной обмотки.1575123 Составитель В, СеменчукТехред М.Ходанич дактор Л. Веселовская Корректор О,Ципле СЧСР ский комбинат "Патент", г. Упгор л. Гагарина, 10 Производственно-из Заказ 1782 ВНИИПИ Государс Тираж 557енного комитета по изобр13035, Москва, Ж,Рауш ениям и о кая наб.,Подписное ытиям при 4/5