MD534Z - Procedeu de măsurare la distanţă a conductanţei active a rezistorului - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la tehnica de măsurare şi poate fi utilizată la reglarea temperaturii în depozite cu ajutorul termorezistoarelor; în construcţia de maşini, în construcţii pentru studiul durabilităţii acestora cu ajutorul tenzorezistoarelor.Procedeul de măsurare la distanţă a conductanţeiactive a rezistorului constă în aceea că prin rezistorul măsurat cu conductanţa activăşi rezistorul de proporţie, executat ca un set format din trei rezistoare cu diferite valori prestabilite ale conductanţelor, se trec curenţi continui individuali printr-o linie de conexiune cu cinci conductoare, unul dintre conductoare fiind utilizat ca un conductor comun. La intrarea în linia de conexiune se măsoară curenţii continui individuali respectivi, care trec prin aceste rezistoare, şi se calculează conductanţa activăa rezistorului măsurat după formula dată.

Description

Invenţia se referă la tehnica de măsurare şi poate fi utilizată la reglarea temperaturii în depozite cu ajutorul termorezistoarelor; în construcţia de maşini, în construcţii pentru studiul durabilităţii acestora cu ajutorul tenzorezistoarelor.

Este cunoscut un procedeu de măsurare a conductanţei active a unui rezistor, de exemplu a termorezistorului, care este conectat cu un măsurător printr-o linie de conexiune cu patru conductoare. Prin rezistor de la o sursă de curent se trece un curent constant prin două conductoare, iar prin celelalte două - la distanţă se măsoară căderea de tensiune pe acest rezistor. Rezistenţa rezistorului se determină ca raportul dintre căderea de tensiune măsurată şi valoarea curentului impus, care se trece prin rezistor [1].

Dezavantajul procedeului constă în faptul că precizia măsurărilor rezistenţei active depinde atât de precizia sursei de curent, care asigură trecerea curentului de măsurare prin acest rezistor, cât şi de precizia măsurării tensiunii. La rândul său, precizia măsurării tensiunii depinde şi de parametrii măsurătorului şi de inducţiile posibile în linia de conexiune.

Cea mai apropiată soluţie este procedeul de măsurare la distanţă a conductanţei active a rezistorului, care include trecerea curentului continuu impus prin rezistorul măsurat prin două conductoare ale liniei de conexiune cu patru conductoare, măsurarea căderii de tensiune pe acest rezistor şi determinarea rezistenţei ca raport al valorii măsurate a căderii de tensiune la curentul impus. Totodată curentul continuu se trece prin rezistorul măsurat şi cel de proporţie, suplimentar se măsoară căderea de tensiune pe rezistorul de proporţie, iar rezultatul este obţinut prin multiplicarea raportului dintre căderile de tensiune pe rezistoarele măsurat şi de proporţie la valoarea rezistenţei cunoscute a rezistorului de proporţie. Particularitatea procedeului constă în aceea că rezistenţa rezistorului măsurat se determină după valoarea reală a curentului la momentul măsurării prin introducerea unui rezistor suplimentar de proporţie [2].

Dezavantajul procedeului constă în faptul că asupra preciziei de măsurare a tensiunii influenţează parametrii aparatului de măsurare şi inducţiile posibile în linia de conexiune. Calculul raportului căderilor de tensiune pe rezistoarele măsurat şi de proporţie nu înlătură componentele aditive ale erorii aparatelor de măsurare şi acţiunea inducţiilor.

Problema pe care o rezolvă invenţia este majorarea preciziei de măsurare la distanţă a conductanţei active a rezistorului.

Procedeul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că prin rezistorul măsurat cu conductanţa activă şi rezistorul de proporţie se trece curent continuu printr-o linie de conexiune cu mai multe conductoare, se măsoară curentul real, care trece prin aceste rezistoare, şi se calculează conductanţa activă a rezistorului măsurat. Noutatea procedeului constă în aceea că în calitate de rezistor de proporţie se utilizează un set format din trei rezistoare cu diferite valori prestabilite ale conductanţelor , se trec curenţi continui individuali prin rezistorul măsurat şi prin setul format din trei rezistoare de proporţie prin linia de conexiune cu cinci conductoare, unul din conductoare fiind utilizat ca un conductor comun, totodată curenţii continui individuali respectivi se măsoară la intrarea liniei de conexiune, iar conductanţa activă a rezistorului măsurat se calculează după formula:

,

unde ,

unde .

Conductanţele rezistoarelor de proporţie pot fi selectate cu valorile iar conductanţa activă a rezistorului măsurat se calculează după formula:

.

Esenţa procedeului constă în utilizarea corelaţiei invariante între patru valori ale conductanţelor rezistoarelor, conectate la ieşirea liniei de conexiune şi valorile respective ale curenţilor individuali la intrările liniei de conexiune. Corelaţia invariantă se reduce la un raport complex a patru puncte cunoscut în geometria proiectivă şi reprezintă raportul a două proporţii. Totodată, erorile multiplicative şi aditive ale măsurărilor curenţilor la intrarea liniei de conexiune se reduc reciproc. Prin urmare, rezultatele calculului sunt într-o măsură mai mică supuse influenţei parametrilor aparatelor de măsurare şi acţiunii inducţiilor electromagnetice.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 şi 2, care reprezintă:

fig. 1, schema funcţională a dispozitivului pentru realizarea procedeului;

fig. 2, schema echivalentă a liniei de conexiune sub sarcină în formă de multipol rezistiv.

Dispozitivul din fig.1 conţine o linie de conexiune cu cinci conductoare 1, 2, 3, 4, 5. Conductorul 5 se utilizează ca un conductor comun şi este unit cu învelişul de ecranare 6. Conductoarele 1, 2, 3, 4 prin traductoarele de curent, respectiv 7, 8, 9, 10, sunt conectate la o bornă a unei surse de tensiune 11. Conductorul comun 5 este conectat la cealaltă bornă a sursei de tensiune 11. Ieşirile de măsurare ale traductoarelor de curent 7, 8, 9, 10 sunt conectate la dispozitivul de calcul 12. La conductoarele 1, 2, 3, 4 şi conductorul comun 5 sunt de asemenea conectate rezistoarele de proporţie 13, 14, 15 cu conductanţele YS(0), YS(1), YS(∞) şi rezistorul măsurat 16 cu conductanţa .

Linia de conexiune sub sarcină reprezintă un multipol rezistiv (vezi fig. 2), unde rezistoarele R1-1, R1-2, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1, R4-2 reprezintă rezistenţele conductoarelor 1, 2, 3, 4 şi rezistenţele de scurgere ale acestora. Rezistorul R0 reprezintă rezistenţa conductorului comun 5 şi a învelişului de ecranare 6.

Procedeul se efectuează în felul următor.

De la sursa de tensiune 11 prin traductoarele de curent 7, 8, 9, 10, conductoarele 1, 2, 3, 4, 5 şi învelişul de ecranare 6 se aplică tensiunea la rezistoarele 13, 16, 14, 15 cu conductanţele YS(0), YS 1, YS(1), YS(∞). Valorile curenţilor individuali măsuraţi se determină prin conductanţele rezistoarelor 13, 16, 14, 15 şi prin parametrii R1-1, R1-2, R2-1, R2-2, R3-1, R3-2, R4-1, R4-2, R0 ai liniei de conexiune. Aşadar, setul din patru valori ale conductanţelor corespunde setului din patru valori ale curenţilor Pentru aceste seturi de conductanţe are loc o corelaţie invariantă în formă de raport complex a patru puncte (vezi Penin A. The invariant properties of two-port circuits. World Academy of Science, Engineering and Technology, 2009, vol. 52 - 158, pp.1085-1091. Regăsită în Internet la 04.05.2012, url: http://www.waset.org/journals/waset/v52/v52-158.pdf):

(1)

Atunci conductanţa măsurată se exprimă printr-un raport complex m şi conductanţele impuse ale rezistoarelor de proporţie:

.\tab\tab\tab\tab\tab\tab\tab(2)

Curenţii ajung la dispozitivul de calcul 12, unde mai întâi se calculează valoarea m(Iin) conform relaţiei (1), apoi se calculează valoarea conductanţei măsurate conform relaţiei (2).

În caz particular, când conductanţele rezistoarelor de proporţie sunt egale, respectiv, cu YS(0)=0, YS (1)=1, YS (∞)=∞, relaţia (2) se simplifică:

= m.

În cazul dat conductanţele se calculează prin formula :

Structura relaţiei (1) confirmă faptul că erorile multiplicative şi aditive posibile de măsurare a curenţilor la intrare se reduc reciproc.

Calculele demonstrează că schimbarea rezistenţei R0 a conductorului comun 5 şi a învelişului de ecranare 6 nu influenţează asupra valorilor calculate a raportului complex m şi a conductanţei măsurate . Rezultatele calculului, de asemenea, nu depind de valoarea tensiunii sursei de tensiune 11. Această proprietate a raportului complex determină avantajele suplimentare ale procedeului - rezultatele măsurărilor sunt supuse acţiunii inducţiilor magnetice într-o măsură mai mică.

1.Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин, измерительные преобразователи. Ленинград, Энергоатомиздат, 1983, с. 271, рис.11-15а

2.RU 2247999 C1 2005.03.10

Claims (2)

1. Procedeu de măsurare la distanţă a conductanţei active a rezistorului, în care prin rezistorul măsurat cu conductanţa activă şi rezistorul de proporţie se trece curent continuu printr-o linie de conexiune cu mai multe conductoare, se măsoară curentul real, care trece prin aceste rezistoare, şi se calculează conductanţa activă a rezistorului măsurat, caracterizat prin aceea că în calitate de rezistor de proporţie se utilizează un set format din trei rezistoare cu diferite valori prestabilite ale conductanţelor ; se trec curenţi continui individuali prin rezistorul măsurat şi prin setul format din trei rezistoare de proporţie prin linia de conexiune cu cinci conductoare, unul din conductoare fiind utilizat ca un conductor comun, totodată curenţii continui individuali respectivi se măsoară la intrarea liniei de conexiune, iar conductanţa activă a rezistorului măsurat se calculează după formula: , unde ,

unde .

2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că conductanţele rezistoarelor de proporţie sunt selectate cu valorile iar conductanţa activă a rezistorului măsurat se calculează după formula: .