SU1640656A1 - Трансформаторна мера полного сопротивлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  импеданса при одновременном упрощении устройства . Трансформаторна  мера полного сопротивлени  содержит два элемента 1 и 11 полного сопротивлени  и два трансформатора 2 и 6 с обмотками 3-5,7-10. В данном устройстве осуществл етс  формирование эквивалентного сопротивлени . Однако вли ние токов намагничивани  приводит к по влению погрешности напр жени  на обмотке 9, а следовательно к погрешности формировани  эквивалентного сопротивлени . Дл  компенсации погрешностей служат второй сердечник и обмотка 5 трансформатора 2. вспомогательный элемент 11 полного сопротивлени , а также второй сердечник и обмотки В и 10 трансформатора 6. 1 ил.

Description

.

Ё

/ .з 4)-

8

и

ю

Л

ON

fe

ON СЛ Os

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано , например, при построении образцовых мер и магазинов емкости больших номинальных значений, а также мер и магазинов индуктивности и активного сопротивлени  малых номинальных значений, примен емых, например, дл  поверки точности мостов переменного тока.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние точности преобразовани  импеданса при одновременном упрощении устройства.

На чертеже представлена структурна  схема трансформаторной меры полного сопротивлени .

Трансформаторна  мера полного сопротивлени  содержит первый элемент 1 полного сопротивлени , первый трансформатор 2 с обмотками 3-5, второй трансформатор 6 с обмотками 7 - 10, а также второй элемент 11 полного сопротивлени . В трансформаторе 2 обмотки 3 и 4 выполнены на двух сердечниках, а обмотка 5 - на одном сердечнике . В трансформаторе 6 обмотки 7 и 9 выполнены на двух сердечниках, а обмотки 8 и 10 - на одном сердечнике. Выводы обмотки 3  вл ютс  токовыми выводами трансформаторной меры полного сопротивлени . Выводы последовательно и согласно соединенных обмоток 9 и 10  вл ютс  потенциальными выводами трансформаторной меры полного сопротивлени .

Трансформаторна  мера полного сопротивлени  работает следующим образом.

Формирование эквивалентного сопро- тивлени  Zg.

Дл  формировани  Z в устройстве служат обмотки 3 и 4 и первый сердечник трансформатора 2, образцовый элемент 1, обмотки 7 и 9 и первый сердечник транс- форматора 6. Трансформатор 2 работает в режиме, близком к режиму трансформаторного тока, поскольку его вторичные обмотки 4 и 5 нагружены низкоомными элементами 1 и 11 соответственно. Под действием напр - жени , приложенного к токовым зажимам устройства , в цепи обмотки 3 формируетс  ток, который трансформируетс  в обмотку 4 и создает падение напр жени  ча элементе 1. В св зи с тем, что трансформаторна  мера со стороны потенциальных зажимов не нагружена , трансформатор 6 работает практически в режиме холостого хода. Поэтому напр жение на обмотке 9, составл ющее основную часть напр жени  на потенциальных зажимах, ока- зываетс  пропорциональным полному сопротивлению элемента 1, а также коэффициенту трансформации по напр жению трансформатора 6. Так как эквивалентное сопротивление меры определ етс  отношением напр жени  на потенциальных зажимах к току, протекающему в цепи обмотки 3, то и 2з также оказываетс  пропорционально полному сопротивлению элемента 1 и коэффициентам трансформации трансформаторов 2 и 6.

Из-за наличи  тока намагничивани  первого сердечника трансформатора 2, протекающего по обмотке 3, нарушаетс  пропорциональность между токами обмоток 3 и 4. В результате напр жение на элементе 1 формируетс  с погрешностью. Кроме того, ток намагничивани  первого сердечника трансформатора б, протекающего в цепи обмотки 7, вызывает по вление эффекта шунтировани  элемента 1 обмоткой 7. Таким образом, вли ние указанных токов намагничивани  приводит к по влению погрешности формировани  эквивалентного сопротивлени  устройства.

Компенсаци  указанных погрешностей.

Дл  компенсации погрешностей в устройстве служат второй сердечник и обмотка 5 трансформатора 2, вспомагательный элемент 11, второй сердечник и обмотки 8 и 10 трансформатора 6.

В обмотке 5 наводитс  ток, равный разности приведенного к вторичной цепи тока обмотки 3 и тока обмотки 4, т.е. примерно равный приведенному к вторичной цепи трансформатора 2 току намагничивани  первого сердечника трансформатора 2. Этот ток формирует на элементе 11 напр жение , примерно равное уменьшению напр жени  на элементе 1, вызванному вли нием тока намагничивани  первого сердечника трансформатора 2. Во втором трансформаторе при одинаковых числах витков в обмотках 7 и 8 в цепи обмотки 8 протекает ток, равный току в обмотке 7, т.е. току намагничивани  первого сердечника трансформатора 6. Этот ток увеличивает напр жение на элементе 11.

Таким образом, на элементе 11 формируетс  напр жение, учитывающее погрешности от вли ни  токов намагничивани  сердечников обоих трансформаторов. Это напр жение трансформируетс  в обмотку 10, что приводит к увеличению напр жени  на потенциальных зажимах устройства и компенсации погрешностей эквивалентного сопротивлени .

В общем случае обмотки 4,5,7 и 8 могут иметь произвольные числа витков и разные активные сопротивлени . Также произвольными могут быть полные сопротивлени  элементов 1 и 11. Однако максимальна  точность устройства достигаетс  при условии, что

(2)

Zo 2Zoi; R4 - 2R5; Rs -Щ

m4 m5 rri7 me; nri9 тю. (1) При этих услови х, а также при идентичных характеристиках сердечников эквивалентное сопротивление устройства составл ет

7 , тзт4 г. е RsZQч /-э Јо о I I о 5 I ГПЭ LХ5 J

где тз, т4, ms, тт.тв. тд, тю - число витков в обмотках 3, 4. 5 и 7 - 10 соответственно;

Zo,Zoi - полные сопротивлени  элементов 1 и 11 соответственно;

R4 - активное сопротивление обмотки 4, равное активному сопротивлению обмотки 7;

RS-активное сопротивление обмотки 5, равное активному сопротивление обмотки 8;

Х5 - индуктивное сопротивление обмотки 5, равное индуктивному сопротивлению обмотки 8.

При построении на основе предлагаемого устройства меры емкости или индуктивности погрешность 6

RsZo Т

представл ет 25

собой погрешность тангенса угла потерь. При этом в устройстве полностью исключаетс  погрешность основного параметра (эквивалентной емкости или эквивалентной индуктивности).

Эквивалентное сопротивление трансформаторной меры морено регулировать при помощи коммутации витков в обмотке 3, совместной коммутацией витков в обмотках 9 и 10, а также совместным регулированием полых сопротивлений элементов 1 и 11.

Трансформаторную меру можно включить в измерительную цепь, помен в местами токовые и потенциальные зажимы, однако при этом точность измерений в при0

5

0

5

0

5

0

боре несколько измен етс , если сопротивление нагрузки на потенциальную цепь недостаточно велико. Возникает это раэличие из-за несимметричности входных и выходных обмоток устройства.

Claims (1)

1. Использование изобретени  позвол ет существенно упростить схему и конструкцию устройства, снизить его стоимость и повысить точность преобразовани . Формула изобретени  Трансформаторна  мера полного сопротивлени , содержаща  первый и второй трансформаторы, в которых первые и вторые обмотки расположены не двух сердечниках, треть  обмотка первого трансформатора треть  и четверта  обмотки второго трансформатора расположены на вторых сердечниках, при этом начало первой обмотки первого трансформатора  вл етс  первым токовым выводом трансформаторной меры полного сопротивлени , потенциальным выводом которой  вл етс  начало второй обмотки и конец соединенной последовательно и согласное ней четвертой обмотки второго трансформатора, параллельно первой обмотке которого и второй обмотке первого трансформатора подключен первый образцовый элемент полного сопротивлени , а параллельно третьей обмотке второго трансформатора подключен второй образцовый элемент полного сопротивлени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани  импеданса при одновременном упрощении устройства, параллельно второму образцовому элементу полного сопротивлени  подключена треть  обмотка первого трансформатора, конец первой обмотки которого  вл етс  вторым токовым выводом трансформаторной меры полного сопротивлени .