SU1651234A1 - Устройство дл измерени активной и реактивной составл ющих комплексного сопротивлени - Google Patents

Description

Фиг. I

вновь добиваютс  минимума его показаний , что соответствует резонансу напр жений. Реактивные и активные составл ющие комплексного сопротивлени  20 рассчитывают по

показани м измерител  13 напр жени  и измерител  5 тока. При малой емкости комплексного сопротивлени  20 включают блок эталонных конденсаторов . 4 ил.

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  на переменном токе активной и реактивной составл ющих сопротивлени  конденсаторов, катушек индуктивности, кабелей,проводников и т.д.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширени диапазона значений измер емых величин .

На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  измерени  активной и реактивной составл ющих комплексного сопротивлени  на фиг.2 - принципиальна  схема блока смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  р на фиг.З - принципиальна  схема выполнени  воздушного трансформатора , на фиг.4 - пример выполнени  схемы блока эталонных конденсаторов в составе четырех конденсаторов.

Устройство дл  измерени  активной и реактивной составл ющих комплексного сопротивлени  содержит источник 1 переменного тока регулируемой частоты , содержащий последовательно соединенные задатчик 2 частоты, задающий генератор 3 и усилитель 4 мощности , измеритель 5 тока, воздушный трансформатор 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками, переключатели 9 и 10 витков первичной и вторичной обмоток трансформатора 6, фильтр 11 нижних частот, измерители 12 и 13 напр жени , блок 14 смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  с токовым 15 (второй вывод) и потенциальным 16 (первый вывод) зажимами, выводами 17 (третий ), 18 (четвертый) и 19 (п тый), измер емое комплексное сопротивление 20 с токовым 21 и потенциальным 22 зажимами.

Блок 14 смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  содержит блок 23 эталонных конденсаторов с выводами 24 и 25, переключатель 26 с подвижным 27 и непод5

0

0

5

0

5

0

5

вижным 28 контактами, переключатель 29 с подвижным 30 и неподвижным 31 контактами, переключатель 32 с подвижным 33 и неподвижным 34 контак- тами.

Блок эталонных конденсаторов содержит конденсаторы 35 - 38 и переключатели 39 - 42.

Первый выход усилител  4 мощности (первый выход источника 1 переменного тока регулируемой частоты) соединен с входом измерител  5 тока, второй выход усилител  4 мощности (второй выход источника 1 переменного тока регулируемой частоты) соединен с подвижными контактами переключател  9 витков первичной обмотки воздушного трансформатора, неподвижные контакты которого соединены с первым выводом первичной обмотки воздушного трансформатора 6, первый вход фильтра 11 нижних частот и первый вход измерител  13 напр жени  соединены с подвижными контактами переключател  10 витков вторичной обмотки воздушного трансформатора, неподвижные контакты которого соединены с первым выводом вторичной обмотки воздушного трансформатора 6, выход фильтра 11 нижних частот соединен с первым входом измерител  12 напр жени , потенциальный зажим 16 блока 14 смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  соединен с вторым выводом вторичной обмотки 8 воздушного трансформатора 6 и вторым входом измерител  13 напр жени , токовый зажим 15 блока 14 смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  соединен с вторым выводом первичной обмотки 7 воздушного трансформатора 6, второй вход измерител  12 напр жени  соединен с потенциальным зажимом 22 измер емого комплексного сопротивлени  20, токовый зажим 21 которого соединен с выходом измерител  5 тока и выводом 17 блока 14 смещени  параметров измер е- мого комплексного сопротивлени ,

выводы 18 и 19 которого соединены с дополнительным зажимом измер емого комплексного сопротивлени  20.

Второй вход фильтра 11 нижних частот соединен с шиной регулировани  .

Подвижный контакт переключател  2 подключен к токовому зажиму 15 блока 14 смещени  параметров, подвижный контакт 30 переключател  29 подклю- чем к выводу 17 блока 14 смещени  параметров, подвижный контакт переключател  32 подключен к потенциальному зажиму 16 блока 14 смещени  параметров.

Неподвижный контакт 27 переключа- гел  26 подключен к выводу 24 блока 23 эталонные конденсаторов, неподвижный контакт 28 переключател  26 подключен к выводу 25 блока 23 эталонных конденсаторов. Неподвижный контакт 31 переключател  29 соединен с выводом 25 блока эталонных конденсаторов 23. Неподвижный контакт 34 переключател  32 соединен с выводом 25 блока 23 эталонных конденсаторов, вывод 24 которого соединен с выводом 18 блока 14 смещени  параметров, вывод 19 которого соединен с подвижным контактом 33 переключател  32.

Воздушный трансформатор 6 выполнен в виде последовательно соединенных п секций (где ,2,3,...), кажда  из которых содержит первичную 7 и вторичную 8 обмотки трансформатора и переключатели 9 и 10 витков первичной и вторичной обмоток трансформатора 6, причем отводы первичной 7 и вторичной 8 обмоток соединены с витками с одинаковыми по р дковыми номерами, а число витков первичной 7 и вторичной 8 обмоток одинаково.

В блоке 23 эталонных конденсаторов конденсаторы 35 - 38 соединены последовательно и их обкладки соединены между собой через переключатели 39 - 42. Закорачива  обкладки переключател ми 39 - 42, получают требуемую емкость. Переключение потенциального зажима осуществл ют с помощью переключателей 39 - 42.

Магазин емкостей включен последовательно с измер емым комплексным сопротивлением 20 при замыкании подвижного контакта переключател  26 с неподвижным контактом 28. Парал

512346

лельное соединение магазина с объектом измерени  обеспечиваетс  замыканием подвижного контакта переключател  26 с неподвижным контактом 27, а также замыканием контактов 30 и 31 переключател  29.

Подвижный контакт 30 соедин ет г неподвижным контактом 31 переключател  29 в следующих случа х: когда необходимо измерение параметров ком- лексного соединени  с малой емкостной или большой индуктивной составл ющими .

Устройство дл  измерени  активной и реактивной составл ющих комплексного сопротивлени  работает следующим образом.

10

15

Переключатели 26 и 32 включают на контакты 27 и 33, контакты переключател  29 разомкнуты. Фильтр 11 нижних частот настраивают на заданную частоту. С помощью задатчика 2 частоты задающего генератора 3 устанавливаетс  частота, чувствительность из - мерител  12 устанавливают на мини- мук-. Переключа  одновременно отводы первичной 7 и вторичной 8 обмоток воздушного трансформатора 6 при помощи переключателей 9 и 10, добизают- с  минимального показани  измерител  12 напр жени , затем повышают чувствительность измерител  12 напр жени  и плавной регулировкой частоты задающего генератора 3 вновь добиваютс  минимального показани  измерител  12, что соответствует резонансу напр жений в измерительной цепи. Ток в первичной обмотке 7 трансформатора 6 индуцирует ЭЦС во вторичной обмотке 8, опережающую ток по фазе на If/2 и компенсирующую реактивную составл ющую падени  напр жени  на измер емом комплексном сопротивлении 20, следовательно, измеритель 13 напр жени , дающий значение этой ЭДС показывает реактивную составл ющую полного напр жени  на комплексном сопротивлении 20 Zj и по ней можно получить реактивное сопротивление

хс iyi

или емкость измер емого комплексного сопротивлени  20 в последовательной схеме замещени :

С

2/iTf Хл

где I и U - показани  измерителей тока 5 и напр жени  13 соответственно, Измеритель 12 напр жени  дает значение активной составл ющей- полного напр жени  и активное сопротивление R в последовательной схеме замещени 

R U7/I,

где U - показание измерител  12 напр жени  .

Фильтр 11 нижних частот обеспечивает измерение только первой гармоники Тангенс угла потерь измер емого комплексного сопротивлени  20

tgЈ + uf л u7/ug.

а добротность

Ug/L.

В случае невозможности настройки измерительной цепи в резонанс из-за чрззмерно малой емкости измер емого комплексного сопротивлени  20 в блоке 1ч смещени  параметров включают параллельно измер емому комплексному сопротивлению 20 блок 23 эталонных конденсаторов и выбирают его емкость,, обеспечивающую при заданной частоте возможность настройки в резонанс, При чрезмерно большой емкости блок 23 эталонных конденсаторов включают последовательно с измер еьым комплексным сопротивлением 20, переключа  переключатели 26 и 32 в положение 28 и 349 и производ т настройку цени в резонанс по минимуму показани  измерител  12 напр жени .

При измерении параметров катушек индуктивности блок 23 эталонных конденсаторов включают с ними последова-45 тельно или параллельно, чтобы на заданной частоте эквивалентное сопротивление катушки индуктивности и блока 23 эталонных конденсаторов имело емкостной характер и имелась бы воз- д можность его компенсации с помощью индуктивности обмотки воздушного трансформатора 6„

Измерение малых активных сопротивлений , например отрезков кабелей, „sr проводников, производ т, включа  блок 23 эталонных конденсаторов последовательно , а больших (изол ции) - параллельно .

0

5

0

25

30

35

40

45 д

„sr

Повышение точности измерени  и - , расширение диапазона значений измер емых величин обеспечиваетс  тем,, что переключение отводов первичной 7 и вторичной 8 обмоток воздушного трансформатора 6 осуществл етс  одновременно , причем воздушный трансформатор 6 все врем  работает с коэффициентом трансформации, равным . При этом получаетс  минимальное значение индук- тивчости рассе ни  обиогок 7 и 8, а близпежащие витки получаютс  эквипотенциальными , что сводит к минимуму вли ние паразитных о ;-зото«ных емкостей .

Claims (1)

1. Формула и з о б р е т е н г  

   Устройство дл  измерени  активной и реактивной составл ющих комплекс-го- го сопротивлени , содержащее источник переменного регулируемой частоты ,, воздушный трансформатор, выполненный по четырехполюсной схеме, два переключател  витков первичной и вторичной обмоток трансформатора , фильтр нижних частот и первый измеритель напр жени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  диапазона значений измер емых величин, в него введены измеритель тока, блок смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  и второй измеритель напр жени , первый выход источника переменного тока регулируемой частоты соединен с входом измерител  тока, второй выход источника переменного тока регулируемой частоты соединен с подвижными контактами переключател  витков первичной обмотки воздушного трансформатора5 неподвижный контакт которого соединен с первым выводом первичной обмотки воздушного трансформатора , первый вход фильтра нижних частот к первый вход второго измерител  -напр жени  соединены с ггод- вижными контактами переключател  витков вторичной обмотки возпушногп трансформатора, неподвижный контакт которого соединен с первым выводом вторичной обмотки воздушного транс- Форматора, выход фильтра нижних частот соединен с первым входом первого измерител  напр жени , первый вывод блока смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  соединен с вторым выводом вторичной обмотки воздушного трансформатора и вторым входом второго измерител  напр жени , второй вывод блока смещени параметров измер емого комплексного сопротивлени  соединен с вторым выводом первичной обмотки воздушного трансформатора, второй вход первого измерител  напр жени  соединен с клеммой дл  подключени  потенциального зажима измер емого комплексного сопротивлени , выход измерител  тока и третий вывод блока смещени  параЈиг . 3

   6 15

   616

   Составитель Ю.Минкин4иг. 4

   Редактор И.Дербак Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревска 

   Заказ 1605 Тираж 423Подписное

   ВНИИПИ Государствеиного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   метров измер емого комплексного сопротивлени  соединены с клеммой дл  подключени  токового зажима измер емого комплексного сопротивлени , четвертый и п тый выводы блока смещени  параметров измер емого комплексного сопротивлени  соединены с клеммой дл  подключени  дополнительного зажима измер емого комплексного сопротивлени , второй вход фильтра нижних частот соединен с шиной регулировани .

   23