SU1739393A1 - Четырехзажимна трансформаторна мера комплексного сопротивлени - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при построении образцовых мер емкостей больших номинальных значений или малых индуктивностей и активных сопротивлений. Цель - повышение точности компенсации погрешностей при расширении диапазона номинальных значений меры. Мера содержит трансформатор с п сердечниками, п первичными и п вторичными обмотками и п образцовых элементов комплексного сопротивлени . Первые первична  и вторична  обмотки охватывают все сердечники. Каждые i-e первичные и вторичные обмотки охватывают п - (1-1) сердечников. Все первичные обмотки соединены последовательно и согласно и подключены к токовым зажимам меры. К выводам каждой из п вторичных обмоток подключен один образцовый элемент комплексного сопротивлени . Отводы от части первой вторичной обмотки и от ее конца подключены к потенциальным зажимам меры. Мера дуальна относительно токовых и потенциальных зажимов, и эти зажимы можно помен ть местами. Погрешности , обусловленные вли нием тока намагничивани , компенсируютс  применением дополнительных (п-1) сердечников с (2п-2) обмотками и (п-1) образцовых элементов. Вли ние активного сопротивлени  вторичной обмотки компенсируетс  за счет автотрансформаторного подключени  потенциальных зажимов меры к этой обмотке. 1 ил. у Ё

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении образцовых мер и магазинов емкостей больших номинальных значений, а также индуктивностей и активных сопротивлений малых номинальных значений.

Цель изобретени  - повышение точности компенсации погрешностей при расширении диапазона номинальных значений меры.

На чертеже приведена принципиальна  схема четырехзажимной трансформаторной меры комплексного сопротивлени .

Четырехзажимна  трансформаторна  мера комплексного сопротивлени  содержит n-стержневой трансформатор с сердечниками 1-1, 1-2, 1-3, ..., 1-1 1-п,

обмотками 2-1, 2-2, 2-3242-п; 3-1,

3-2, 3-3,..., ЗН,..., 3-п и 4, а также образцовые элементы комплексных сопротивлений

5-1, 5-2, 5-3, ..., 5-i5-п. Обмотки 2-1,

3-1 и 4 выполнены на п сердечниках, обмотки 2-i, 3-i выполнены на n-(i-1) сердечниках , обмотки 2-п, 3-п выполнены на одном сердечнике трансформатора. Выводы обмоток 3-1, 3-23-п подключены соответсты

;со ю со ю со

венно к зажимам образцовых элементов 51 , 5-2 5-п. Обмотки 2-1, 2-2 2-п

соединены последовательно и согласно между собой и вс  цепочка обмоток подключена к токовым зажимам АВ меры. Обмотка 4 представл ет собой часть обмотки 3-1 и подключена к потенциальным зажимам CD меры.

Трансформаторна  мера работает следующим образом.

Фактически рассматриваемый п-стерж- невой трансформатор представл ет собой систему, состо щую из п трансформаторов. Основной трансформатор, обеспечивающий преобразование комплексного сопротивлени  элемента 5-1, содержит сердечник 1-i и обмотки 2-1, 3-1 и 4.

Если не учитывать погрешностей формировани , преобразование комплексного сопротивлени  осуществл етс  следующим образом.

При подключении устройства к измерительной цепи осуществл етс  двойное преобразование энергетических величин: преобразование тока из обмотки 2-1 в обмотку 3-1 (в результате чего формируетс  напр жение на элементе 5-1 и на обмотке 3-1) и преобразование напр жени  из обмотки 3-1 в обмотку 4. В результате эквивалентное сопротивление трансформаторной меры, определ емое отношением напр жени  на потенциальных зажимах CD к току, протекающему в токовой цепи меры между зажимами АВ, составл ет

тщлз

где Z0 - сопротивление образцового элемента 5-1;

mi, гп2, тз - числа витков в обмотках 2-1, 3-1 и 4 соответственно.

В реальной трансформаторной мере преобразование комплексного сопротивлени  осуществл етс  с некоторой погрешностью, обусловленной наличием тока наагничивани , протекающего в обмотке 2-1, и наличием активного сопротивлени  вторичной обмотки 3- 1. Наличие тока намагничивани  нарушает пропорциональность между токами в первичной 2-1 и вторичной 3-1 обмотках, за счет чего возникает погрешность преобразовани  токов , а падение напр жени  на сопротивлении вторичной обмотки 3-1 нарушает пропорциональность между напр жением на элементе 5-1 и ЭДС обмотки 3-1, за счет чего возникает погрешность преобразовани  напр жений.

Компенсаци  погрешности, обусловленной вли нием активного сопротивлени  вторичной обмотки, обеспечиваетс  за счет наличи  автотрансформаторной св зи между обмотками 3-1 и 4 и общего дл  этих обмоток активного сопротивлени  обмотки 4. Падение напр жени  на активном сопротивлении обмотки 4 от протекающего по нему разностного (первичного и вторичного)

тока последовательно с ЭДС обмотки 4 подаетс  на потенциальные зажимы CD-меры и компенсирует упом нутую погрешность.

Дл  компенсации погрешности, обусловленной вли нием тока намагничивани , используютс  обмотки 2-2, 2-3 2-п и

3-2,3-3З-n, сердечники 1-2, 1-31-п

и образцовые элементы 5-2, 5-3, ..., 5-п. Осуществл етс  эта коррекци  следующим образом.

Вследствие непропорциональности токов в обмотках 2-1 и 3-1 в обмотке 3-2 наводитс  корректирующий ток, пропорциональный их разности, а ЭДС обмотки 3-2 трансформируетс  в обмотку 4 и компенсирует рассматриваемую погрешность. Однако между токами обмоток 2-2 и 3-2 также нет пропорциональности из-за вли ни  тока намагничивани  сердечника 1-2, протекающего по обмотке 2-2, вследствие чего в обмотке 3-3 наводитс  соответствующий

корректирующий ток и создаетс  соответствующее напр жение на элементе 5-2 и ЭДС на обмотке 3-3, трансформируема  в обмотку 4 и т.д.

При выполнении устройства на двух сердечниках корректируютс  погрешности второго пор дка малости, при трех сердечниках - погрешности первого пор дка малости, и т.д. - при п сердечниках корректируютс  погрешности (п-1) пор дка малости.

При перемене местами токовых и потенциальных зажимов трансформаторной меры точность формировани  эквивалентного сопротивлени  не измен етс .

Регулирование эквивалентного сопротизлени  в предлагаемой мере может осуществл тьс  коммутацией витков в обмотке 4, одновременной коммутацией витков в обмотках 2-1, 2-22-п и регулированием

комплексных сопротивлений элементов 51 , , ..., 5-п. Использование изобретени  позвол ет строить трансформаторные меры емкостей больших значений, меры индук- тивностей и активных сопротивлений малых значений с высокими метрологическими характерисдиками .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Четырехзажимна  трансформаторна  комплексного сопротивлени , содержаща  п, где n 2, образцовых элементов комплексного сопротивлени , трансформатор с п сердечниками, первой первичной и п вторичными обмотками, кажда  из которых подключена к соответствующему образцовому элементу комплексного сопротивлени , перва  первична  и перва  вторична  обмотки расположены на п сердечниках, при этом первый вывод первичной обмотки подключен к одному из двух токовых зажимов четырехза- жимной трансформаторной меры комплексного сопротивлени , котора  имеет и два потенциальных зажима, причем 1-е вторичные обмотки расположены на n-(i-1) сердечниках

   0

   (где 1 1,2,..., п), отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности компенсации погрешностей при расширении диапазона номинальных значений меры, введены п-1 первичные обмотки, при этом первичные обмотки включены последовательно и согласно , другой вывод n-й первичной обмотки под- ключен к соответствующему токовому зажиму, а 1-е первичные обмотки расположены на п-{1-1) сердечниках, причем отводы первой вторичной обмотки подключены к соответствующим потенциальным зажимам че- тырехзажимной трансформаторной меры комплексного сопротивлени .

   Ы

   г-г

   с б д б

   г-з

   Э В 9

   г-1

   2-п

   з-

   5-f

   5-2

   s-г

   5-3

   5-3

   -з| I

   5-i

   3-1

   3-п

   5-п