SU1553911A1 - Трансформаторный мост дл измерени взаимной индуктивности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  высокоточного измерени  взаимной индуктивности. Цель изобретени  - повышение точности и увеличение быстродействи  измерени  за счет снижени  коммутирующих элементов - достигаетс  путем введени  повторител  напр жени , вход которого подключен ко второй обмотке катушки взаимной индуктивности, компаратора токов с двум  нерегулируемыми и одной регулируемой обмотками, меры индуктивности, выполненной, например, в виде последовательно соединенных интегратора и образцового резистора, один вывод которой подключен к выходу повторител  напр жени , а второй вывод - к первичной нерегулируемой обмотке компаратора токов, регулируема  обмотка компаратора токов подключена к одному из выводов первичной обмотки катушки взаимной индуктивности, второй вывод которой подключен к выходу генератора тока, втора  нерегулируема  обмотка компаратора токов подключена к детектору равновеси . Предложенное техническое решение позвол ет упростить устройство, повысить в дес ть раз точность измерени  предлагаемого моста и быстродействие в два раза. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к высокоточным устройствам дл  измерени  взаим- ной индуктивности.

Цель изобретени  - повышение точности и .увеличение быстродействи  измерени  за счет снижени  методических погрешностей и исключени  коммутирующих элементов.

На чертеже представлена функциональна  схема трансформаторного моста дл  измерени  взаимной индуктивности.

Предлагаемый трансформаторный мост содержит источник 1 тока, катушку 2 взаимной индуктивности, вторична  обмотка которой через последовательно соединенные повторитель 3 напр жени  (ПН) и меру 4 индуктивности подключена к нерегулируемой обмотке 5 компаратора 6 токов (КТ).

Регулируема  обмотка 7 компаратора 6 токов через первичную обмотку катушки 2 подключена к источнику тока, нерегулируема  обмотка 8 (КТ)

Соединена с детектором 9 равновеси  (ДРУ.

, Устройство работает следующим образом .

Известны выражени , св зывающие Напр жени  и токи в первичной и вторичной обмотках катушки взаимной индуктивности:

U,

1,2, + 1г

joM;

U г lowM + I2Z2S

пде 1 - взаимна  индуктивность ка 1 тушки}

OJ - углова  частота колебаний

источника тока; И. и Z2 - полные импедансы первичной

и вторичной обмоток катушки 2о взаимной индуктивности. Предположим, что.1-2 0, тогда

U 2 I,juM.

i

В результате прохождени  тока че- |ез первичную обмотку катушки взаим- |ой индуктивности в ее вторичной об- отке возникает напр жение

«4 I,JCJM,

гйе I, - ток источника тока.

Это напр жение подаетс  на ПН, имеющий коэффициент передачи, равный ,- единице, и большое входное сопротивление (поэтому ток во вторичной цепи к.атушки 2 не протекает) .

Выходное напр жение ПН преобразует- сй в ток при помощи меры индуктивноети L0:

т е -Н JwL0

45

где L0 R,R2C; R,,R - меры электрического сопротивлени  i

С - мера электрической емкости, представл юща  эквивалентную образцовую индуктивность. 50

Ток I, создает в сердечнике компаратора- токов магнитный поток, который компенсируетс  другим магнитным потоком, образуемым в результате про-55 хождени  тока I через первичную обмотку катушки взаимной индуктивности и регулируемую обмотку m7 KT.

Из услови  равновеси  (I,

следует, что

D,

М

ти 0 шТ

где т и т2 - количество витков обмоток 5 и 7 соответствен- но.

Таким образом, преимуществом данного трансформаторного моста по сравнению с прототипом  вл етс  то, что величина погрешности измерени  взаимной индуктивности () определ етс  методической погрешностью входного сопротивлени  ПН (пнвх), погрешностью плечевых отношений компаратора токов (к) и погрешностью меры индуктивности (с/).

Однако погрешностью плечевых отношений компаратора токов (с) из-за ее малости можно пренебречь..

Конечное входное сопротивление повторител  напр жени  приводит к возникновению погрешности, котора  описываетс  следующим выражением:

л IZil wL гтц- S п

R

R.

 вхЛв

Дл  большинства катушек взаимной индуктивности без сердечника индуктивность вторичной обмотки составл ет не более 10 мН, в то же врем  при рабочей частоте 1 кГц не составл ет труда создать ПН с входным сопротивлением RB 10 мОм. Тогда

Л„ 6-10

t

Таким образом, погрешность измерени  взаимной индуктивности в трансформаторном мосте определ етс  только эквивалентной образцовой индуктивностью , котора  представлена мерами R,, R и С. Эти меры посто нны и могут быть высокого класса точности (0,01%). Погрешность, обусловленна  L0,равна 0,03%. Отсюда точность измерени  предлагаемого моста по сравнению с прототипом выше в 10 раз.

В данном устройстве дл  измерени  взаимной индуктивности необходимо одно уравновешивание. Следовательно по сравнению с прототипом быстродействие увеличиваетс  в 2 раза.

Claims (2)

1. Трансформаторный мост дл  измерени  взаимной индуктивности, содер5155

жашин источник тока, четыре клеммы дл  подключени  катушки взаимной индуктивности , перва  из которых соединена с общей шиной, детектор равновег си , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и быстродействи , в него введены повторитель напр жени , компаратор токов с двум  нерегулируемыми и одной регулируемой обмотками, мера индуктивности, первый вывод которой через повторитель напр жени  соединен с второй клеммой дл  подключени  катушки взаимной индуктивности, второй вывод меры индуктивности соединен с первым выводом первой нерегулируемой обмотки компаратора токов, выводы второй нерегулируемой обмотки ко

5

торого соединены с соответствующими входами детектора равновеси , при этом первый вывод регулируемой обмотки соединен с третьей клеммой дл  подключени  катушки взаимной индуктивности , первый вывод источника тока соединен с четвертой клеммой дл  подключени  катушки взаимной индуктивности , а второй вывод ичточника тока, вторые выводы первой нерегулируемой и регулируемой обмоток, один из выводов детектора равновеси  соединены с общей шиной.

2. Трансформаторный мост по п.1, отличающийс  тем, что мера индуктивности выполнена в виде. последовательно соединенных интегратора и образцового резистора.

JL L.