CS230067B1 - Transformátorový můstek - Google Patents

Abstract

Vynález řeší zapojení transformátorového můstku pro přesné měření impedancí malých hodnot. ' Jeho podstata spočívá v tom, že měřená impedance je zapojena v sérii s primárním vinutím proudového komparátoru a , referenční impedance je zapojena v sérii se sekundárním vinutím proudového kom-, parátoru. Svorky srovnávaných impedancí spojené s vinutími proudového komparátoru jsou udržovány na nulovém potenciálu pomocí dvou zdrojů malého regulovatelného napětí.

Description

Vynález ee týká zapojení transformátorového můstku pro přesné měření impedancí malých hodnot.

K přesnému měření malých impedancí se v současné době nejčastěji používá dvojitých transformátorových můstků. Zpravidla se používá můstků, Které jsou střídavou analogií Thomsonova můstku s několikadekádovými indukčními děliči místo odporových poměrových ramen. Hlavní nevýhodou těchto můstků je, že při jejich realizaci nelze vystačit s jediným indukčním děličem. Další nevýhodou je, že ani ve vyváženém můstku měřené a referenční impedance nemohou být současně jednou svorkou na nulovém potenciálu. Tuto nevýhodu částečně odstraňuje zapojení transformátorového můstku se zesilovači s jednotkovým zesílením, které udržují svorky měřené a referenční impedance na nulovém potenciálu. Uvedené zapojení však není dostatečné stabilní.

Tento problém řeší transformátorový můstek tvořený indukčním děličem, jehož první vstupní svorka je přes první referenční impedanci spojena s koncem prvního sekundárního vinutí proudového komparátoru a druhé vstupní svorka je uzemněna. Začátek prvního sekudnérního vinutí proudového komparátoru a první vstupní svorka indukčního děliče jsou napojeny na zdroj pomocného napětí. Začátek primárního vinutí proudového komparátoru je nepojen na první měřící svorku a druhá měřící svorka s koncem primárního vinutí proudového komparátoru jsou napojeny na zdroj napájecího napětí. £ detekčnímu vinutí proudového komparátoru je připojen detektor komparátoru, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že první odbočka indukčního děliče je přes první indikátor spojena sdřuhou měřící svorkou a druhá odbočka indukčního děliče js přes druhou referenční impedanci spojena

230 s koncem druhého sekundárního vinutí proudového komparátoru, jehož začátek je připojen k začátku prvního sekundárního vinutí, jehož konec je přes třetí indikátor spojen s druhou vstupní svorkou indukčního děliče. Druhá vstupní svorka je přes druhý zdroj regulovatelného napětí spojena se začátky sekudnárních vinutí proudového komparátoru. Začátek primárního vinutí proudového komparátoru je přes druhý detektor spojen se zemnící svorkou, k níž je připojen jeden pól prvního zdroje regulovatelného napětí, jehož druhý pól je připojen ke konci primárního vinutí proudového komparátoru.

t Měřená impedance je v sérii s primárním vinutím proudového komparátoru a referenční impedance jsou v sérii s vinutími sekundárními. Svorky srovnávaných impedancí spojené s vinutími proudového komparátoru jsou udržovány na nulovém potenciálu dvěma zdroji regulovatelného napětí. K nastavení hlavní rovnováhy můstku slouží několikadekádový indukční dělič. Použitím tohoto děliče spolu s proudovým komparátorem v můstkovém zapojení se dosáhlo širšího měřicího rozsahu, než u běžných dvojitých transformátorových můstků.

Vynález je blíže objasněn na příkladu provedení pomocí připojeného výkresu.

Transformátorový můstek je tvořen indukčním děličem ID, jehož první vstupní svorka H je přes první referenční impedanci Z_n spojena s koncem prvního sekundárního vinutí SVi proudového komparátoru K. Konec prvního sekundárního vinutí SVt je dále přes třetí detektor Dj spojen s druhou vstupní svorkou L indukčního děliče ID a se zemnicí svorkou. Mezi zemnící svorkou a začátkem prvního sekundárního vinutí SVj je zapojen druhý zdroj~malého regulovatelného napětíjí^. Začátek primárního vinutí PV proudového komparátoru £ je napojen na první měřicí svor ku 1 a přes druhý detektor D^ je spojen se zemnící svorkou. Mezi zemnící svorkou a koncem primárního vinutí PV komparátoru £ je zapojen první zdroj malého regulovatelného napětí U?. Druhá měřici svorka 2 je přes první detektor Dj spojena β první odbočkou indukčního děliče ID. Ke konci primárního vinutí PV

- 4 230 067 proudového komparátoru K a k druhé měřicí svorce 2 je připojen zdroj napájecího napětí U a dále k začátku prvního sekundárního vinutí SVi proudového komparátoru K a k první vstupní svorce H indukčního děliče ID je připojen zdroj pomocného napětí U^.

K detekčnímu vinutí DV proudového komparátoru K je připojen detektor D4 komparátoru. Mezi první a druhou měřicí svorku 1 a 2 je zapojena měřená impedance Ζχ. K začátku prvního sekundárního vinutí SYt je připojen začátek druhého sekundárního vinutí SYg, jehož konec je přes druhou referenční impedanci Z spojen s druhou odbočkou O2 indukčního děliče ID.

Při vyvažování můstku se nejprve nastavením vhodné ampli- t tudy a vhodné fáze pomocného napětí Ui dosáhne stavu, kay detektor D^ komparátoru připojený k detekčnímu vinutí DY proudového komparátoru K indikuje nulové napětí. Potom se vhodným nastavením odboček O|, Op a regulovatelných napětí Up, U3 dosáhne nulových údajů prvního až třetího detektoru Di, D2 a D5.

£ současnému dosažení nulových výchylek vdech použitých detektorů Dx až D4 je třeba uvedený postup několikrát opakovat.

Y rovnováze platí + m —

Pl Ž

A kde Ζχ je hodnota měřené impedance Z_Y

A A

Z_n a Z jsou hodnoty referenčních impedanci Z_n a Z n je dělicí poměr nastavený na první odbočce 0^ indukčního děliče ID, m je dělicí poměr nastaveny na druhé odbočce indukčního děliče ID, p_± je převod mezi primárním vinutím PY a prvním sekudnárním vinutím SVt proudového komparátoru K a

P2 je převod mezi primárním vinutím PY a druhým sekundárním vinutím SV? proudového komparátoru K.

Yzhledem k tomu, že ve vyváženém můstku jsou na druhém a třetím detektoru Dp a Dj nulové napětí, měřená impedance Z, i první referenční impedance Z_n jsou ve vyváženém můstku jednou

- 5 230 067 svorkou na nulovém potenciálu. Na indukčním děliči £D je stejné napětí, jako kdyby byl připojen přímo paralelně k první referenční impedanci Z^. Proti zapojení paralelně k první referenční impedanci Z^ má však použité zapojení tu výhodu, že proud tekoucí indukčním děličem ID nevstupuje déle do prvního sekundárního vinutí SV\ proudového komparétoru K a neovlivňuje tudíž rovnováhu můstku.

Zapojení podle vynálezu je určeno k přesnému měření elektric kého odporu, elektrické kapacity a vlastní indukčnosti.

Claims (1)

1. Transformátorový můstek tvořený indukčním děličem, jehož první vstupní svorka je přes první referenční impedanci spojena s koncem prvního sekundárního vinutí proudového komparátoru a druhá vstupní svorka je uzemněna, zatímco začátek prvního sekundárního vinutí proudového komparátoru a první vstupní svorka indukčního děliče jsou napojeny na zdroj pomocného napětí, přičemž začátek primárního vinutí proudového komparátoru je napojen na první měřící svorku a druhá měřící svorka s koncem primárního vinutí proudového komparátoru jsou napojeny na zdroj napájecího napětí a dále k detekčnímu vinutí proudového komparétoru je připojen detektor komparátoru, vyznačený tím, že první odbočka /Οχ/ indukčního děliče AD/ je přes první indikátor /Dj/ spojena s druhou měřící svorkou /2/ a druhé odbočka /ffy/ indukčního děliče /ID/ je přes druhou referenční impedanci /Z/ spojena s koncem druhého sekundárního vinutí /SYg/ proudového komparátoru A/, jehož začatek je připojen k začátku prvního sekundárního vinutí /SVj/, jehož konec je přes třetí indikátor /D^/ spojen 8 druhou vstupní svorkou /1/ indukčního deliče AD/, která je přes druhý zdroj regulovatelného napětí /Uj/ spojena se začátky sekudnárních vinutí /SV]_ a SVg/ proudového Komparátoru A/, jehož začátek primárního vinutí /PY/ je přes druhý detektor /Dg/ spojen se zemnící svorkou, k níž je připojen jeden pól prvního zdroje regulovatelného napětí /Ug/, jehož druhy pól je připojen ke konci primárního vinutí /PY/ proudového komparátoru A/.